universidad estatal de bolívar

UNIVERSIDAD ESTATAL DE BOLÍVAR
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS,
RECURSOS NATURALES Y DEL AMBIENTE
ESCUELA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
TEMA:
“OBTENCIÓN DE COLORANTE NATURAL A PARTIR DE DOS
VARIEDADES
DE
MORA
(Rubus
Glaucus)
MEDIANTE
LA
UTILIZACIÓN DE DOS MÉTODOS DE EXTRACCIÓN Y DOS
TIEMPOS
DE
DESHIDRATACIÓN
Y
SU
APLICACIÓN
EN
PRODUCTOS LÁCTEOS”
Tesis de Grado Previo a la Obtención del Título de Ingeniera/o Agroindustrial
otorgado por la Universidad Estatal de Bolívar, a través de la, Facultad de
Ciencias Agropecuarias, Recursos Naturales y del Ambiente, Escuela de
Ingeniería Agroindustrial.
AUTORES
MARÍA ESTHELA CRUZ GARCÍA
ALEXIS WLADIMIR GARCÍA GAIBOR
DIRECTORA DE TESIS
DRA. ODERAY MERINO P. M.Sc.
GUARANDA – ECUADOR
2013
TEMA:
“OBTENCIÓN DE COLORANTE NATURAL A PARTIR DE DOS
VARIEDADES DE MORA (Rubus Glaucus) MEDIANTE LA UTILIZACIÓN
DE
DOS
MÉTODOS
DE
EXTRACCIÓN
Y
DOS
TIEMPOS
DESHIDRATACIÓN Y SU APLICACIÓN EN PRODUCTOS LÁCTEOS”
REVISADO POR:
…………………………………………
DRA. ODERAY MERINO P. M.Sc.
DIRECTORA DE TESIS
…………………………………………..
ING. MILTON BARRAGÁN CAMACHO M.Sc.
BIOMETRISTA
……………………………………………
DRA. HERMINIA SANAGUANO SALGUERO M.Sc.
ÁREA TÉCNICA
…………………………………………….
ING. VICENTE DOMÍNGUEZ NARVÁEZ
REDACCIÓN TÉCNICA
DE
DECLARACIÓN
Nosotros, María Esthela Cruz García y Alexis Wladimir García Gaibor, autores
declaramos que el trabajo aquí descrito es de nuestra autoría; este documento no ha
sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que las
referencias bibliográficas que se incluyen han sido consultadas.
La Universidad Estatal de Bolívar puede hacer uso de los derechos de publicación
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad
Intelectual, por su Reglamento y por la Normativa Institucional vigente.
_____________________
_________________________
María Esthela Cruz García
Alexis Wladimir García Gaibor
0202086955
0202073391
DEDICATORIA
A Dios, por darme la fuerza y perseverancia al ser que nos da la vida, agradecerle por
haberme permitido seguir luchando por mis metas.
A mis Padres Orlando Cruz y Emilia García para ellos mi reconocimiento y gratitud;
por haber llenado mi espíritu de esperanza. Para ellos que sin escatimar esfuerzo
alguno alentaron en mí las ganas de superación y lucha, me apoyaron en toda mi
carrera universitaria que hoy culmino con satisfacción.
A mis familiares: sobrinos (Jeremy Cruz, Samantha Escobar y Anderson Allan),
cuñados, hermanos y amigos
por la estimación y apoyo que siempre me han
brindado, por su cariño incondicional.
En reconocimiento a sus sacrificios y desvelos, vaya para ellos mi voto más sentido y
sincero por una existencia llena de satisfacción, con el propósito de hacer honor a la
profesión que acaban de dejarme como la más preciada herencia.
Esthela Cruz G.
AGRADECIMIENTO
A Dios por bendecirme para llegar hasta donde he llegado, porque hiciste realidad mi
sueño.
No podía quedar en silencio la obra edificante del maestro, con la basta preparación
y la experiencia.
A la Universidad Estatal de Bolívar, Facultad de Ciencias Agropecuarias, Recursos
Naturales y del Ambiente y a la Escuela de Ingeniería Agroindustrial, a sus
autoridades y a todos mis maestros quienes aportaron con sus conocimientos y
experiencias.
A todos los miembros del tribunal: Dra. Oderay Merino, Ing. Milton Barragán, Dra.
Herminia Sanaguano, Ing. Vicente Domínguez, que de una u otra forma, participaron
en la realización de esta investigación, hago extensivo mi más sincero
agradecimiento por su generosidad al brindarme la oportunidad de recurrir a su
capacidad y experiencia fundamental para la concreción del presente trabajo
investigativo, por sus valiosas sugerencias y acertados aportes durante el desarrollo
del presente trabajo.
También agradezco a una persona importante que estuvo durante toda mi carrera
profesional apoyándome en todo momento, a la Lic. Rossana Jarrin.
Esthela Cruz G.
DEDICATORIA.
En mi caso particular, creo conveniente agradecer primero y sobre todas las cosas a
Dios, quien guía mi camino.
A mi Madre, Padre y Abuelo que con su sacrificio y amor desinteresado, me ayudan
en todo cuanto está a su alcance para llegar a la meta trazada en mi camino.
A mis hermanos, que con el solo hecho de estar a mi lado, me dieron fuerzas y
alegrías.
A Rosana Jarrin que con sus consejos y apoyo he podido llegar a este punto de mi
vida
Finalmente pero no menos importante quiero hacer extensiva esta dedicatoria a los
profesionales que nos impartieron sus conocimientos formando así nuevos
profesionales que sirven al país.
Alexis García.
AGRADECIMIENTO.
Agradeciendo primeramente a Dios, el dador de todas las cosas, quien permite que
todo ocurra y poder llegar a este momento.
A mi padre, quien con su apoyo emocional y económico, han hecho posible la
culminación de esta ingeniería que se constituye en un triunfo para él y el mío
propio.
Una mención de gratitud quiero extender a la Universidad Estatal de Bolívar, en
especial a las autoridades y docentes de la Escuela de Ingeniería Agroindustrial, por
abrir
sus
puertas
hacia
la
enseñanza
y
el
conocimiento
formándome
profesionalmente.
De igual manera, expreso un agradecimiento efusivo a los docentes de esta querida
institución, Dra. Oderay Merino, Ing. Milton Barragán, Dra. Herminia Sanaguano,
Ing. Vicente Domínguez, quienes que con su colaboración y entrega nos apoyaron
para la culminación de este trabajo.
Finalmente, pero no menos importantes, a los integrantes de esta Tesis de Grado,
quienes formamos un equipo de trabajo excelente y más que todo, buenos amigos.
Alexis García.
ÍNDICE DE CONTENIDOS
Nº
PAG.
I
INTRODUCCIÓN
1
II
MARCO TEÓRICO
3
2.1.
CARACTERISTICAS DE LA MORA DE CASTILLA
(Rubus Glaucus) CON ESPINAS
3
2.1.2.
Producción
4
2.1.3.
Características físico-químicas
6
2.1.4.
Cambios ocurridos durante la maduración de la mora de castilla.
7
2.2.
CARACTERISTICAS DE LA MORA DE CASTILLA (Rubus
Glaucus) SIN ESPINAS
8
2.2.2.
Mora para exportación
10
2.2.3.
Requerimientos agroecológico
10
2.3.
ADITIVO ALIMENTARIO
11
2.3.1.
Justificación del uso de aditivos
11
2.3.2.
Buenas prácticas de fabricación (BPF)
12
2.3.3.
La utilización de los aditivos promueve
13
2.3.4.
La utilización de los aditivos nos permite
13
2.3.5.
Los colorantes en los alimentos
13
2.3.6.
Colorantes en la industria alimentaria
15
2.3.7.
Colorantes alimentarios naturales
15
2.3.8.
Antocianos
16
2.3.9.
Carotenoides
17
2.310.
Clorofilas
17
2.311.
Ácido carmínico o cochinilla (E-120)
18
2.3.12.
Curcumina
18
2.3.13.
Colorantes alimentarios artificiales
19
2.3.14.
Colorantes azoicos
19
2.3.15.
Colorantes indigoides
20
2.3.16.
Eritrosina
20
2.4.
LAS ANTOCIANINAS
21
2.4.1.
Factores que afectan la estabilidad de las antocianinas
21
2.4.2.
Temperatura
22
2.4.3.
Iones metálicos
22
2.4.4.
Efecto del pH sobre el color de las antocianinas
23
2.4.5.
Determinación de las antocianinas
23
2.4.6.
Determinación de antocianinas de forma total
23
2.5.
Presentación de colorantes
24
2.6.
Usos de los colorantes
24
2.6.1.
En alimentación
24
2.6.2.
Fuera de la industria alimentaria
24
2.7.
Clasificación de los colorantes
25
2.7.1.
De acuerdo al color
25
2.7.2.
De acuerdo a su origen
25
2.8.
Clasificación según las propiedades y el modo de aplicación
25
2.8.1.
Colorantes directos
26
2.8.2.
Colorantes dispersos
26
2.8.3.
Colorantes ácidos o básicos
26
2.8.4.
Colorantes reactivos
26
2.9.
Colorantes naturales más utilizados en la industria alimenticia
27
2.10.
Estabilidad en los alimentos
28
2.11.
TÉCNICAS DE EXTRACCIÓN
28
2.11.1.
Extracción de colorantes
28
2.11.2.
Extracción y lixiviación
28
2.12.
Otros métodos para obtención de colorantes
29
2.12.1.
Prensado
29
2.12.2.
Maceración
29
2.12.3.
Maceración en frío
30
2.12.4.
Maceración con calor
30
2.12.5.
Extracción con solvente
31
2.12.6.
Destilación por arrastre de vapor
31
2.12.7.
Deshidratación.
31
2.13.
MÉTODOS DE SECADO
33
2.13.1.
Técnicas de secado
33
2.13.2.
Deshidratación con aire caliente
33
2.13.3.
Deshidratador de bandejas o anaqueles
34
2.14.
FUNDAMENTOS DE LA ESPECTROFOTOMETRÍA
34
2.14.1.
Ley de Lambert
35
2.14.2.
Ley de Beer
36
2.14.3.
Transmitancia (T)
37
2.14.4.
Absorbancia (A)
37
2.14.5.
Selección de longitud de onda de trabajo
38
2.15.
CROMATOGRAFÍA
38
2.15.1.
Cromatografía en papel
39
2.15.2.
Factor de recorrido (Rf)
41
2.16.
YOGUR
43
2.16.1
Composición
44
III
MATERIALES Y MÉTODOS
46
3.1.
MATERIALES
46
3.1.1.
Localización de la investigación
46
3.1.2.
Situación geográfica y climática de la localidad
46
3.1.3.
ZONA DE VIDA
47
3.1.4.
Material experimental
47
3.1.5.
Materiales de campo
47
3.1.6.
Materiales de laboratorio
47
3.1.7.
Reactivos
48
3.1.8.
Materiales oficina
48
3.2.
METODOS
49
3.2.1.
Diseño experimental
49
3.2.2.
Factores en estudio
49
3.2.3.
VARIABLES EVALUADAS
51
a)
Materia prima (MP)
51
b)
Producto terminado (colorante mejor tratamiento)
51
c)
Aplicación del colorante en yogur
51
3.2.4.
Análisis estadístico
52
3.3.
Descripción del proceso para la obtención de colorante natural
mediante deshidratado.
52
3.3.1.
Recepción de la materia prima
52
3.3.2.
Selección
52
3.3.3.
Lavado
52
3.3.4.
Pesado
52
3.3.5.
Despulpado
53
3.3.6.
Tamizado
53
3.3.7.
Concentrado
53
3.3.8.
Deshidratado
53
3.3.9.
Pulverizado
53
3.3.10.
Tamizado
53
3.3.11.
Envasado
54
3.3.12.
Almacenado
54
3.4.
Diagrama de flujo para la extracción y aplicación del colorante
natural de mora mediante deshidratado
55
3.5.
Descripción del proceso para la obtención de colorante natural
mediante maceración
56
3.5.1.
Recepción de la materia prima
56
3.5.2.
Selección
56
3.5.3.
Lavado
56
3.5.4.
Pesado
56
3.5.5.
Cortado
56
3.5.6.
Maceración
57
3.5.7.
Filtrado
57
3.5.8.
Separación
57
3.5.9.
Deshidratado
57
3.5.10.
Pulverizado
57
3.5.10.
Tamizado
58
3.5.12.
Envasado
58
3.5.13.
Almacenado
58
3.6.
Diagrama de flujo para la extracción y aplicación del colorante
natural de mora mediante maceración
59
IV
RESULTADOS Y DISCUSIONES
60
4.1.
Materia prima
60
a)
Peso
60
b)
Potencial hidrogeno (pH)
60
c)
Grados brix (°Brix)
61
4.2.
PRODUCTO TERMINADO
61
4.2.1.
Características organolépticas
62
4.2.1.1.
COLOR.
62
a)
Análisis de Varianza para el atributo color del colorante obtenido a
partir de mora
62
b)
Prueba de Tukey al 5% para el atributo color en el factor C
63
4.2.1.2.
OLOR
67
a)
Análisis de Varianza para el atributo olor del colorante de mora.
67
4.2.1.3.
TEXTURA
71
a)
Análisis de Varianza para el atributo textura del colorante de
mora.
71
4.2.1.4.
ACEPTABILIDAD DEL COLORANTE EN EL YOGUR
76
a)
Análisis de Varianza para aceptabilidad del yogur
76
4.3.
ANÁLISIS DE CORRELACIÓN Y REGRESIÓN SIMPLE
81
4.31.
Coeficiente de correlación (r)
81
4.3.2.
Coeficiente de regresión (b)
81
4.3.3.
Coeficiente de determinación (R%)
81
4.4.
ANÁLISIS FÍSICO
TERMINADO
4.4.1.
Análisis de pH en los tratamientos
82
4.4.2.
Análisis de pesos en los tratamientos
82
4.4.3.
Análisis de humedad en los tratamientos
83
4.4.4.
Análisis microbiológicos en el producto terminado
84
4.4.
ESPECTROFOTOMETRÍA
85
4.5.
CROMATOGRAFÍA DE PAPEL
88
4.6.
ANÁLISIS ECONÓMICO
90
V.
VERIFICACIÓN DE HIPÓTESIS
91
VI.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
93
6.1.
CONCLUSIONES
93
6.2.
RECOMENDACIONES
96
QUÍMICOS
EN
EL
PRODUCTO
82
VII.
RESUMEN Y SUMMARY
98
7.1.
RESUMEN
98
7.2.
SUMMARY
100
VIII.
BIBLIOGRAFÍA
102
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
ÍNDICE DE CUADROS
Nº
DESCRIPCIÓN
PAG.
1
Taxonomía de la mora con espinas
3
2
Producción de la mora por provincias
5
3
Composición química de la mora de castilla
5
4
Composición general de la mora de castilla según autores
6
5
Medidas físicas para la mora de castilla
7
6
Cambios ocurridos durante la maduración de la mora
7
7
Taxonomía de la mora sin espinas
9
8
Valores del factor de retención (Rf) para el colorante de mora
43
..
ÍNDICE DE TABLAS
Nº
DESCRIPCIÓN
PAG.
1
Ubicación del experimento
46
2
Parámetros climatológicos
46
3
Factores en estudio
49
4
Combinación de los tratamientos
50
5
Análisis de varianza
50
6
Características del experimento
51
7
Análisis de variables en la materia prima
60
8
Análisis de varianza para color del colorante obtenido a
partir de mora
62
9
Prueba de Tukey al 5% para la variable color en el factor C
63
10
Prueba de Tukey al 5% para el variable color
63
11
Análisis de varianza para olor del colorante de mora
67
12
Prueba de Tukey al 5% para el atributo olor en cada tratamiento
68
13
Análisis de varianza para textura del colorante de mora
71
14
Prueba de Tukey al 5% para el atributo textura del colorante
72
15
Análisis de varianza para aceptabilidad del yogur
76
16
Prueba de Tukey al 5% para el atributo aceptabilidad
77
17
Análisis de correlación
80
18
Análisis de pH en los tratamientos
82
19
Análisis de pesos en los tratamientos
82
20
Análisis de humedad en los tratamientos
83
21
Análisis microbiológicos en el producto terminado
84
22
Análisis económico
90
23
Valores de Fisher comparativos del análisis de varianza para
91
la aceptabilidad del colorante y su aplicación en el yogur
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
..
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Nº
DESCRIPCIÓN
PAG.
1
Índice de madurez de la mora de castilla
8
2
Secador de bandejas
34
3
Diagrama de cromatografía en papel
40
4
Color, producto terminado
64
5
Interacción A×B en el color
65
6
Interacción A×C en el color
65
7
Interacción B×C en el color
66
8
Olor, producto terminado.
68
9
Interacción A×B en el olor
69
10
Interacción A×C en el olor
70
11
Interacción B×C en el olor
70
12
Textura, producto terminado
73
13
Interacción A×B en la textura
73
14
Interacción A×C en la textura
74
15
Interacción B×C en la textura
75
16
Aceptabilidad, producto terminado
77
17
Interacción A×B en la aceptabilidad del yogur
78
18
Interacción A×C en la aceptabilidad del yogur
79
19
Interacción B×C en la aceptabilidad del yogur
79
20
Espectrofotometría en colorante natural
85
21
Cromatografía de papel
88
ÍNDICE DE ANEXOS
Nº
DESCRIPCIÓN
1
Ubicación del experimento
2
Esquema de la evaluación organoléptica y sensorial
3
Base de datos
4
Fotos del desarrollo de la investigación
5
Glosario
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
..
.
.
.
.
I. INTRODUCCIÓN
Los aditivos alimentarios desempeñan un papel muy importante en el complejo
abastecimiento alimenticio de hoy en día. Nunca antes, ha existido una variedad tan
amplia de alimentos, en cuanto a su disponibilidad en supermercados, tiendas, o
cuando se come fuera de casa. Mientras que una proporción cada vez menor de la
población se dedica a la producción primaria de alimentos, los consumidores exigen
que haya alimentos más variados y fáciles de preparar, y que sean más seguros,
nutritivos y baratos. Sólo se pueden satisfacer estas expectativas y exigencias de los
consumidores utilizando las nuevas tecnologías de transformación de alimentos,
entre ellas los aditivos, cuya seguridad y utilidad están avaladas por su uso
continuado y por rigurosas pruebas. (Cubero, N. 2003).
Los colorantes, son sustancias que pueden tener un origen natural o artificial y que se
usan para potenciar el color con el objetivo de mejorar su aspecto visual y poder dar
respuesta a las expectativas del consumidor, debido a que el alimento ha sufrido
pérdida de su color durante el tratamiento industrial o bien para hacerlo más atractivo
durante su almacenamiento o para su consumo inmediato.
Los colorantes en la industria, especialmente en la alimentaria juegan un papel muy
importante, ya que en estudios realizados se han establecido que el 80% de los
alimentos está determinado por el color, luego el sabor y finalmente la textura. El
color, es una de las cualidades sensoriales más importantes a la hora de aceptar o
rechazar algunos alimentos procesados. Los aditivos naturales en la actualidad están
en auge, ya que los artificiales como es el rojo 40 y amarillo 5 que han tenido
complicaciones en lo referente a la salud de los consumidores. (Lock, O. 2007).
En la mora existe un porcentaje alto de antocianinas de gran interés en la industria
alimentaria. Este colorante además de recuperar o mejorar el color de los alimentos
transformados se ha demostrado que tiene efectos terapéuticos y beneficiosos para la
salud como: anti cancerígenos, antidiabéticos y antioxidantes ya que estos atrapan o
contrarrestan a los radicales libres que son nocivos para los seres humanos.
1
Las antocianinas se utilizan en la aplicación de bebidas, yogures, lácteos y
mermeladas. Siendo poli fenoles, con posibles beneficios para la salud, su aplicación
es normal en alimentos funcionales y saludables. (Lecker, A. 2011).
El yogur, desde el punto de vista nutricional es un excelente producto alimenticio de
alto valor biológico, presenta un considerable enriquecimiento vitamínico, en
especial del complejo B, además de la presencia de ácido láctico que aumenta la
disponibilidad de micro-elementos como el calcio y fósforo, en el yogur
la
aplicación de este aditivo nos ayudará a cambiar sus propiedades organolépticas
como se dijo anteriormente, para mejorar su aspecto visual debido al gran consumo
que existe por la población, ya que los aditivos que se añaden al yogur en su mayoría
son artificiales.
En la presente investigación se plantearon los siguientes objetivos:

Determinar cuál de las dos variedades de mora aportan en mejores características
para el colorante.

Evaluar cuál de los métodos de extracción influyen en la obtención del colorante.

Establecer el tiempo óptimo en el deshidratado del colorante para su obtención en
polvo.

Efectuar una caracterización bromatológica y organoléptica del mejor
tratamiento.

Realizar un análisis beneficio costo del producto.
2
2. MARCO TEÓRICO
2.1. CARACTERISTICAS DE LA MORA DE CASTILLA (Rubus Glaucus) CON
ESPINAS
2.1.1. Generalidades
En el cuadro Nº 1, se muestra la taxonomía de la mora.
Nombre científico
Rubus Glaucus benth.
Nombre Vulgar
Reino
Mora, Zarzamora, Mora de castilla.
Vegetal
Clase
Angiospermae
Subclase
Dicotyledonae
Orden
Rosaea
Familia
Rosaceae
Género
Rubus
Especie
Glaucus
Fuente: (Martínez, V. 2008).
Es una planta de porte arbustivo, su fruto es un conjunto de frutas insertadas
ordenadamente sobre un corazón blanco de forma cónica conocida como tálamo. El
fruto posee cáliz (hojillas verdes).
La mora de castilla es una planta perenne, de porte arbustivo, semirrecto de tallos
rastreros o semi-erguidos que forman macollas.
Los tallos son de longitud variable y se pueden ramificar, pueden tener o no
aguijones; los tallos emiten constantemente brotes en la base. Las hojas son alternas,
bordes aserrados, de color verde por encima y blanquecino por debajo.
Las flores son blancas de 2 a 2,5 centímetros (cm) de diámetro y se desprenden en
racimos en las puntas de las ramas o a veces en toda la rama, los frutos alcanzan
hasta 5 cm de largo siendo la especie más común en Chillanes. (Martínez, V. 2008).
3
2.1.2. Producción
La mora de Castilla se encuentra entre 1200 y 2200 metros sobre el nivel del mar, las
temperaturas fluctúan de 12 a 18 ºC, sus frutos son de color morado brillante, largos
y posee hojas con un haz verde-azuloso.
Es importante comercialmente y es la más cultivada, posiblemente se derive de
plantas silvestres. El cultivo puede soportar heladas moderadas, los cultivos ubicados
entre 2000 y 2500 metros sobre el nivel del mar presentan mejor productividad y
menores problemas fitosanitarios.
La maduración del fruto como tal se inicia cuando este cambia de color y finaliza con
la llamada madurez de consumo, en donde alcanza la plenitud de sus cualidades
organolépticas o gustativas, a continuación presentamos el cuadro de composición de
la mora.
Los productores de mora muy rara vez venden directamente la mora a los
consumidores, esto se da por algunas razones. Una de ellas, es porque
individualmente no producen grandes cantidades y muchas veces los consumidores
como sería el caso de industrias de pulpas o mermeladas, requieren un suministro
grande y constante. Otra razón por la cual no se comercializa directamente, es porque
para vender productos en los mercados mayoristas, se requiere un puesto que se lo
consigue pagando un arriendo mensual. Es por esto que existen personas que se
dedican a comprar a los productores la mora y revender en los mercados, en el
Cantón Chillanes en el año 2010 fue de 52,50 Ton de mora.
En el Ecuador se producen aproximadamente 7 mil TM/año, que abastecen al
mercado nacional. Asimismo, se presenta las provincias de mayor producción de
mora del país son: Bolívar, Tungurahua, Cotopaxi y de igual manera pero en menor
cantidad en la provincia de Chimborazo. (MAGAP, 2008).
4
Cuadro Nº 2. Producción de mora por provincias
PRODUCCIÓN EN TONELADAS
Provincias
Tungurahua
Bolívar
Cotopaxi
Pichincha
Imbabura
Chimborazo
Total
Fuente: (MAGAP, 2008.)
Año 2006
448
1788
1120
252
131
182
3921
Año 2007
1152
1729
1220
318
244
81
4744
Año 2008
2152
1812
1200
324
231
111
5830
Cuadro Nº 3. Composición química de la mora de castilla, en 100g.
FACTOR
Agua
Proteinas
Carbohidratos
Grasa
Fibra
Cenizas
Calcio
Hierro
Fósforo
Tiamina
Riboflavina
Niacina
Acido ascórbico
Fuente: (Ronald., et al. 2009)
CANTIDAD
92,80
0,60
5,60
0,10
0,50
0,40
42,00
1,70
10,00
0,02
0,03
0,50
8,00
UNIDADES
g
g
g
g
g
g
mg
mg
mg
mg
mg
mg
mg
Esta fruta posee nutrientes específicos que actúan sobre el organismo para tratar
diferentes problemas de salud, como por ejemplo: estreñimiento, sobrepeso,
hipercolesterolemia, etc. Para comprender cómo actúan las moras sobre la salud, es
importante conocer cómo es su composición y principios activos.
5
2.1.3. Características físico-químicas
Las moras poseen cerca del 14% en sólidos, los cuales están equitativamente
divididos entre formas solubles e insolubles. El tamaño del pireno y el desarrollo
relativo de los tejidos suaves circundantes influye en la proporción de sólidos
solubles e insolubles.
El sabor está determinado por el contenido de azúcares, ácidos y compuestos
volátiles, los cuales varían de acuerdo con la variedad y las condiciones de
crecimiento. Los principales azúcares son glucosa y fructuosa y en menor cantidad
de sacarosa; estas forman el principal componente soluble del jugo. Los ácidos más
importantes son el ácido málico y el ácido isocítrico, y en menor proporción el ácido
cítrico.
Los ácidos tienen una gran capacidad de nivelación, que mantiene el pH cerca de 3.
La mejor medida de la cantidad de ácido presente es, por consiguiente, acidez
titulable. A medida que avanza el desarrollo de la fruta, esta cantidad se incrementa
en primera instancia y luego decrece mientras que comienza la maduración.
Generalmente, la mora contiene pocas vitaminas, pero suministran gran cantidad de
ácido ascórbico, vitamina E y buena cantidad de fibra. Tiene bajos contenidos de
proteínas y polipéptidos, además de pocos aminoácidos.
Cuadro Nº 4. Composición general de la mora de castilla en 100 g.
CARACTERÍSTICAS
ICBF
Humedad
93,3
Cenizas
0,40
Fibra bruta
-Proteína bruta
0,60
Vitamina C
15,00
Fe
1,20
Ca
18,00
Grasa
0,10
Brix
7,80
Acidez
1,20
Fuente: (Ronald., et al. 2009)
WINTON
94,00
0,50
-0,92
14,00
---8,30
1,41
HOLME
92,00
0,50
-0,56
-0,14
0.09
0,02
9,90
1,10
6
Desde el punto de vista botánico, la mora es una fruta polidrupa, es decir, está
formada por la unión de pequeñas drupas arracimadas (o en racimo), dentro de las
que se halla una semilla diminuta, perceptible durante su consumo e incluso a veces
algo molesta. De forma algo más alargada en las especies de Morus, y generalmente
más redondeada en las de Rubus (aunque depende de la especie), Rubus glaucus
presenta una forma levemente parecida al de la fresa (ancha por la base terminado en
punta). La mora también tiene características físicas con un promedio entre ellos
están la longitud, diámetro, densidad y el color de la fruta.
Cuadro Nº 5. Medidas físicas para la mora de castilla.
MEDIDA
DIMENSIÓN
Longitud
3,59 cm
Diámetro
2,54 cm
Densidad de la fruta
1,038 g/ml
Rojo oscuro
Color del fruto
Fuente: (Ronald., et al. 2009).
Los cambios que se producen en la mora son producidos por los cambios fisiológicos
naturales siendo esta fruta muy perenne su manejo pos cosecha debe ser muy
cuidadoso manteniendo los estándares de calidad en cada fase.
Cuadro Nº 6. Cambios ocurridos durante la maduración de la mora de castilla.
PARÁMETRO
MADURA
PINTONA
pH
2,70
2,80
Grados Brix
7,50
8,20
% acidez (Ac. Cítrico)
2,90
2,40
Relación de madurez
(brix/% acidez)
Solidos totales (%)
2,50
3,45
8,70
8,34
Viscosidad (cp.)
3,82
2,06
Fuente: (Galvis, J. y Herrera, A. 2008)
7
Para el análisis de la mora mediante el índice de madurez fisiológica mediante el
color de la fruta es un método aprobado para su aplicación en el procesado de
alimentos.
Gráfico Nº 1, se muestra el índice de madurez fisiológica de la mora de castilla.
Fuente: (INEN 2427, 2011).
El crecimiento del fruto agregado de la mora, que cuando se expresa en base a peso
fresco, La acumulación de materia seca es mucho mayor hacia la fase final del
crecimiento. Los cambios de color y pigmentación, textura y composición química
durante la fase de maduración. Sin embargo es muy poco lo que se conoce sobre los
cambios químicos que se operan durante el crecimiento y maduración de la mora
2.2. CARACTERISTICAS DE LA MORA DE CASTILLA (Rubus Glaucus)
SIN ESPINAS
2.2.1. Generalidades
Una nueva variedad de mora de castilla sin espinas fue desarrollada por los técnicos e
investigadores del Programa Nacional de Fruticultura, del Instituto Nacional
Autónomo de Investigaciones Agropecuarias (INIAP, 2010).
Este fruto tiene como característica el poseer mayores grados de brix (cociente total
de sacarosa), un tamaño más grande y mejor productividad. Además, la ausencia de
espinas facilita la cosecha.
Según los datos registrados durante la fase de experimentación, el nuevo producto
tiene un rendimiento anual de 12 a 18 Kg por cada planta.
8
Cuadro Nº 7. Taxonomía de la mora.
Nombre científico
Rubus Glaucus benth.
Nombre Vulgar
Mora, Zarzamora, Mora de Castilla.
Reino
Vegetal
Clase
Angiospermae
Subclase
Dicotyledonae
Orden
Rosaea
Familia
Rosaceae
Género
Rubus
Especie
Glaucus
Variedad
Sin espinas
Fuente: (INIAP. 2010).
De acuerdo con las observaciones realizadas se pudo constatar que la mora sin
espinas produce un macollamiento 15 a 20% superior a la mora con espinas, siendo
en un 95% aproximadamente ramas productivas. (Clavijo, P. 2008).
El tamaño de la fruta alcanza longitudes de hasta 3,5 cm y diámetros de hasta 2,3 cm,
en peso por fruto es de 7,5 a 8,5 g, el cual comparado con el de la mora con espinas
resulta ligeramente mayor. Los frutos son de forma cónica, principalmente. La
semilla es de forma coniforme, de superficie reticulada.
El alcance de esta producción dependerá del manejo que se le dé al cultivo,
manifiesta Wilson Vásquez, responsable del programa de Fruticultura del INIAP.
La institución ha puesto énfasis en el manejo, riego y nutrición de la planta para
obtener mejores resultados.
Con esta variedad se pueden generar entre 20 y 30 toneladas por hectárea al año, con
contenidos de azúcar superiores a los 12 °Brix.
9
En el Ecuador, la mora de castilla se cultiva a una altitud de 1800 a 2800 m.s.n.m, en
las provincias de Tungurahua, Cotopaxi, Pichincha, Imbabura, Carchi y Bolívar, en
una extensión de 5200 hectáreas, que producen entre 12 y 14 toneladas al año.
La mora se cosecha a nivel de pequeños productores, que se manejan por número de
plantas, en un rango de 150 hasta 3000.
La nueva variedad, según indica Vásquez, se obtuvo a partir de una investigación de
diversas variedades de huertos. Luego de dos años de estudios, en los cuales
participaron técnicos de las estaciones experimentales de Santa Catalina y el Austro,
se han logrado los resultados expuestos.
En el Ecuador ha aumentado la demanda de la fruta en 3%, y que la producción se
destina tanto para la elaboración de conservas como para el consumo en producto
fresco, por lo que es importante avanzar en el cultivo, que según el tipo de poda,
puede ser de solo 6 a 7 meses o durante los 12 meses del año. (INIAP. 2010).
2.2.2. Mora para exportación
Un avance logrado por los productores de mora, específicamente de Tungurahua, fue
la exportación de la fruta a España.
Este proceso se dio hace dos años, cuando una empresa española buscó la fruta
nacional y la recibió con gran agrado. (Vásquez, W. 2010).
2.2.3. Requerimientos agroecológico
Ciclo vegetativo: Entre 3 y 8 años, inicio de producción 8 a 10 meses.
Ecología del cultivo: Temperatura 10 a 18°C. Altitud: 1800 a 2400 m.s.n.m.
Precipitación: de 1800 a 2000 mm/año. Suelos: Ricos en materia orgánica, textura
franca
con
buena
capacidad
de
retención
de
humedad,
evitando
encharcamientos. pH: 5.5 – 6.5.
10
2.3. Aditivo alimentario
Un aditivo alimentario es toda sustancia que, sin constituir por sí misma un alimento
ni poseer valor nutritivo, se agrega intencionadamente a los alimentos y bebidas en
cantidades mínimas con objetivo de modificar sus caracteres organolépticos o
facilitar o mejorar su proceso de elaboración o conservación. (INEN. 2011).
El Código Alimentario Español en 2006, define a los aditivos como las sustancias
que pueden adicionarse de forma intencional a los alimentos y bebidas, sin intención
de cambiar su valor nutritivo, con la finalidad de modificar sus características,
técnicas de elaboración o conservación, o para mejorar su adaptación al uso a que se
destinan.
Por su parte, el Codex Alimentarius Mundi de la Organización para la Agricultura y
la Alimentación (FAO) y de la Organización Mundial de la Salud (OMS. 2009),
indica que aditivo alimentario es cualquier sustancia (con valor nutritivo o sin él) que
no se consume habitualmente como alimento ni se utiliza como ingrediente
característico de este, se adiciona intencionalmente al alimento con una finalidad
tecnológica (incluida la organoléptica) en la fabricación, preparación, tratamiento,
envasado, transporte o conservación del alimento.
La Unión Europea (UE) señala, que se entenderá así mismo como aditivo alimentario
toda sustancia que normalmente que no se consuma como alimento en sí mismo, y se
use como ingrediente característico de los alimentos tenga o no valor nutritivo y
cuya adición intencionada con un propósito tecnológico a un alimento durante su
transformación. (FAO. 2006).
2.3.1. Justificación del uso de aditivos
El uso de aditivos alimentarios está justificado únicamente si ello ofrece alguna
ventaja, no presenta riesgos apreciables para la salud de los consumidores, no induce
a error a éstos, y cumple una o más de las funciones tecnológicas establecidas por el
Codex y los requisitos que se indican a continuación en los apartados a) a d), y
11
únicamente cuando estos fines no pueden alcanzarse por otros medios que son
factibles económica y tecnológicamente:
a) Conservar la calidad nutricional del alimento; una disminución intencionada en la
calidad nutricional de un alimento estaría justificada en las circunstancias indicadas
en el subpárrafo b) y también en otras circunstancias en las que el alimento no
constituye un componente importante de una dieta normal;
b) Proporcionar los ingredientes o constituyentes necesarios para los alimentos
fabricados para grupos de consumidores que tienen necesidades dietéticas especiales;
c) Aumentar la calidad de conservación o la estabilidad de un alimento o mejorar sus
propiedades organolépticas, a condición de que ello no altere la naturaleza, sustancia
o calidad del alimento de forma que engañe al consumidor;
d) Proporcionar ayuda en la fabricación, elaboración, preparación, tratamiento,
envasado, transporte o almacenamiento del alimento, a condición de que el aditivo
no se utilice para encubrir los efectos del empleo de materias primas defectuosas o de
prácticas (incluidas las no higiénicas) o técnicas indeseables durante el curso de
cualquiera de estas operaciones. (FAO. 2006).
2.3.2. Buenas prácticas de fabricación (BPF)
Todos los aditivos alimentarios regulados por las disposiciones del CODEX STAN
192 revisado hasta el año 2011, se emplean conforme a las condiciones de buenas
prácticas de fabricación, que incluyen lo siguiente:
a) La cantidad de aditivo que se añada al alimento se limitará a la dosis mínima
necesaria para obtener el efecto deseado;
b) La cantidad de aditivo que pase a formar parte del alimento como consecuencia de
su uso en la fabricación, elaboración o envasado de un alimento y que no tenga por
objeto obtener ningún efecto físico o técnico en el alimento mismo, se reducirá en la
mayor medida que sea razonablemente posible;
12
c) El aditivo será de una calidad alimentaria apropiada y se preparará y manipulará
de la misma forma que un ingrediente alimentario.
2.3.3. La utilización de los aditivos promueve
Producción masiva.
Distancia de distribución.
Períodos de almacenamiento.
2.3.4. La utilización de los aditivos nos permite
 Mantener/mejorar el valor nutricional.
 Conservar la frescura.
 Mejorar el color/sabor.
 Agilizar los procesos.
Los aditivos pueden contribuir substancialmente en la conservación de alimentos, se
puede decir que los aditivos alimenticios deben ser utilizados para suplementar la
efectividad de los métodos tradicionales de conservación de alimentos.
El uso de aditivos alimentarios para ventaja del consumidor puede ser justificado
tecnológicamente cuando sirve a los siguientes propósitos:

Mantenimiento de la calidad nutritiva del alimento.

El aumento del mantenimiento de la calidad o estabilidad, dando como resultados
una reducción en pérdidas de alimentos.

Hacer atractivos los alimentos al consumidor de tal forma que no lleve al engaño.

Proporcionar ayudas esenciales en el proceso de los alimentos. (Lock, O. 2007).
2.3.5. Los colorantes en los alimentos
El uso de los colorantes sintéticos en la industria alimentaria es cada vez más estricto
debido a la regulación para su uso, por los problemas de toxicidad, reacciones de
intolerancia y alérgicas. Lo anterior ha favorecido el interés para obtener colorantes
13
de fuentes naturales, como posibles sustitutos de los colorantes sintéticos, ya que a la
fecha no existe evidencia de su toxicidad en humanos.
Los colorantes son aquellas sustancias que restituyen o devuelven color a un
alimento e incluyen componentes naturales de sustancias alimenticias y otras fuentes
naturales que no son normalmente consumidos como alimentos por sí mismos y no
son habitualmente utilizados como ingredientes característicos en alimentación.
Los procesos de fabricación de los colorantes, al ser éstos sustancias que se obtienen
por métodos clásicos de síntesis orgánica en cantidades moderadas, se parecen a los
procesos de síntesis en un laboratorio o una planta piloto que a los procesos de las
grandes industrias orgánicas. Aunque la química que se utiliza no está tan depurada
como la empleada en la industria farmacéutica. (Bolaños, N. 2001).
El consumo por aplicaciones es el siguiente:

Industria textil: 60%.

Pinturas y tintas (pigmentos): 25%.

Resto de aplicaciones (papel, cuero, alimentos y otras): 15%.
No hay datos actualizados de producción mundial de colorantes.
2.3.6. Colorantes en la industria alimentaria
Como ya se ha mencionado anteriormente, la normativa sobre su uso es mucho más
estricta que en otras aplicaciones, y existen numerosos estudios sobre la toxicidad de
los compuestos empleados. Para ello, en la UE existe una normativa común sobre su
uso (Comité Científico de la Alimentación Humana), y en Estados Unidos (EEUU)
existen organismos para el uso de colorantes y otros aditivos en alimentos, fármacos
y cosméticos, etc. En la UE, los aditivos permitidos en alimentación se designan por
la letra E y un código de identificación de tres cifras. La centena indica el tipo de
aditivo y es:
14
1. Colorantes
2. Conservantes
3. Antioxidantes
4. Edulcorantes, Emulgentes, Estabilizadores, Espesantes y Gelificantes
La industria de los alimentos emplea colorantes con dos finalidades fundamentales:

Restituir el color del alimento perdido en el proceso de elaboración.

Hacer el alimento atractivo a través del color.
Las condiciones que se deben cumplir para que una sustancia pueda ser empleada
como colorante alimentario son:

Ser inocuo.

Constituir una especie química definida y pura.

Poseer una elevada absortibidad.

Alta estabilidad frente a la luz, calor, pH, agentes oxidantes y reductores.

Compatible con la sustancia a teñir.

Económico.
Dentro de los colorantes, se pueden distinguir dos grandes grupos:

Naturales: se encuentran presentes en la naturaleza, formando parte de
vegetales, animales y minerales.

Sintéticos. (Primo, E. 2003).
2.3.7. Colorantes alimentarios naturales
Son pigmentos coloreados que se encuentran en la naturaleza y que se extraen por
diferentes métodos. Suelen ser muy sensibles a los tratamientos empleados en el
procesado (calor, acidez, luz, conservantes). Principalmente se pueden distinguir los
siguientes grupos:
15
2.3.8. Antocianos
Son glucósidos cuyos aglicones son las antocianidinas, derivados del catión flavilio
(2-fenilbenzopirilio). Estas sustancias son las responsables de los colores rojos,
azulados o violetas de las flores y frutas. Se suelen emplear poco en alimentación:
derivados lácteos como yogur, helados, caramelos, pastelería, conservas vegetales y
de pescado. (Primo, E. 2003).
Están constituidas por una molécula de antocianidina, que es la aglicona, a la que se
une un azúcar por medio de un enlace β-glucosídico. La estructura química básica de
estas agliconas es el ión flavilio también llamado 2-fenil-benzopirilio que consta de
dos grupos aromáticos: un benzopirilio (A) y un anillo fenólico (B); el flavilio
normalmente funciona como un catión.
Figura Nº 1. Estructura de Flavilio y Antocianidina
Fuente: (Toledo, L. 2005).
La obtención de un colorante a partir de estos compuestos presentes en los frutos
maduros de la mora de castilla (Rubus Glaucus) mejora las características físicas
(color) de muchos productos; además, de poseer propiedades antioxidantes. (Toledo,
L. 2007).
Xueming Liu y coautores en el Instituto de Investigación Sericultural, de la
Academia de Ciencias Agrícolas Guangdong, de China, en 2004, desarrollaron un
método barato e industrialmente posible de purificación de antocianinas de frutas de
mora, dando colorantes rojos de alto valor colórico (arriba de 100). Encontraron que
16
31 cultivares chinos de mora testeados rindieron un total de antocianinas de 147,68
mg a 2725,46 mg/l de jugo de fruta. La extracción y purificación fue hecha usando
etanol acidificado como solvente efluente y una resina macroporosa copolímera
poliestirénica cruzada, como adsorbante. Los resultados indicaron que los azúcares
totales, ácidos totales, vitaminas permanecieron intactos en el jugo residual después
de remover las antocianinas, y que el jugo residual fuera fermentado para producir
jugo, vino y jarabe. (Xueming, L. 2004).
2.3.9. Carotenoides
Son isoprenoides responsables del color amarillo y naranja de plantas y animales:
zanahoria, tomates, salmón, etc. Se emplean para colorear el pimentón (bixina,
norbixina), mantequilla (licopeno), bebidas refrescantes (β-caroteno para los
refrescos de naranja). Su uso se está extendiendo frente a algunos colorantes
artificiales.
Figura Nº 2. Estructura de la bixina, norbixina y licopeno
Fuente: (Anaya, A. 2003)
2.3.10. Clorofilas
Son los pigmentos fotosintéticos de las plantas, responsables de su color verde. Están
constituidas por un anillo de porfirina (un tetrapirrol) y una cadena denominada fitol
El anillo de porfirina también se encuentra en el grupo hemo de la hemoglobina y en
la vitamina B12. Los nitrógenos pirrólicos se encuentran coordinados a un ión Mg2+.
El interés fundamental por la clorofila en alimentación es evitar que se degrade
17
durante el procesado, ya que es sensible al calentamiento y se transforma en una
sustancia marrón denominada feofitina. Como aditivo se emplea en aceites, chicles,
helados, bebidas refrescantes.
2.3.11. Ácido carmínico o Cochinilla (E-120)
Es un colorante rojo extraído como complejo de Al3+ de la hembra de la cochinilla
Dactylopius coccus, que habitan en los cactus. A pesar de que el colorante constituye
el 20% del peso seco del insecto, hace falta 1 Kg de cochinillas para obtener 50 g de
colorante. Se emplea en mermeladas, productos cárnicos, yogur, bebidas, cosmética
(pintalabios). No se conocen efectos adversos.
Figura Nº 3. Rojo cochinilla.
Fuente: (Gibaja, S. 2000)
2.3.12. Curcumina
Se trata de un polifenol de color amarillo extraído de la cúrcuma, y usado en la
gastronomía hindú para el curri.
Figura Nº 4. Curcumina.
18
2.3.13. Colorantes alimentarios artificiales
2.3.14. Colorantes azoicos
El más conocido es la tartracina (E-102), un colorante amarillo-anaranjado usado en
más de 60 países. Se emplea en repostería, productos cárnicos, conservas, salsas,
helados, golosinas. Es conocido como el azafrán artificial. El principal inconveniente
son las reacciones alérgicas (1:10000), frecuentemente en personas alérgicas a la
aspirina.
Figura Nº 5. Tartracina.
Otro ejemplo es el negro brillante, usado en el sucedáneo de caviar. La legislación
actual es muy estricta respecto al uso de colorantes azoicos en alimentación, debido a
que algunos pueden generar, al descomponerse, aminas aromáticas cancerígenas.
Figura Nº 6. Negro brillante.
19
2.3.15. Colorantes indigoides
El ejemplo más característico es la indigotina, que se utiliza en refrescos de naranja,
golosinas, confitería, helado. Como características principales cabe destacar que se
absorbe muy poco y se elimina fácilmente a través de la orina. (Primo, E. 2003).
Figura Nº 7. Indigotina
2.3.16. Eritrosina
Se emplea como colorante en los postres lácteos con aroma de fresa. Aunque se
pensaba que podría actuar sobre el tiroides, por la presencia de los átomos de yodo,
no está confirmado. En algunos casos produce hiperactividad e incrementa la
sensibilidad frente a la luz del sol.
Figura Nº 8. Eritrosina
Aunque existen directrices emitidas por la (U.E.) acerca del uso de colorantes en
alimentación, cada país tiene una legislación propia acerca de estos aditivos; por
ejemplo, en los países nórdicos, como Noruega, no está permitido prácticamente
ningún aditivo alimentario.
20
2.4. LAS ANTOCIANINAS
El nombre antocianina se deriva de dos palabras griegas (antos, flor y ciano, azul
oscuro) que significan planta azul. Son hidrosolubles, originan los colores rojo, azul,
rosa y violeta de flores, frutas y verduras. Tienen características de glucósidos y
están formados por una molécula de antocianidina (aglicona) unida a una fracción de
carbohidrato. La estructura de las antocianidinas consiste en un grupo flavilio que a
su vez está formado por una molécula de benzopirano unida a un anillo fenilico.
(Cuevas, E. 2008).
Pueden donar hidrógenos, o electrones a los radicales libres o bien atraparlos y
desplazados en su estructura aromática. Una actividad antioxidante óptima se
relaciona con la presencia de grupos hidroxilos en las posiciones 3' y 4' del anillo B,
los cuales confieren una elevada estabilidad al radical formado. Los grupos
hidroxilos libres en las posición 3 del anillo C y en la posición 5 del anillo A, junto
con el grupo carbonilo en la posición 4 son donadores de electrones. Entre los
compuestos que han merecido dichos estudios se encuentran las antocianinas, debido
a la presencia de sustituyentes -OH, los cuales son moléculas con alto poder
antioxidante. (Cuevas, E. 2008).
Las antocianinas representan un factor muy importante en la industria alimenticia
debido a las restricciones sanitarias hacia el uso de colorantes sintético.
Adicionalmente estas sustancias poseen un valor agregado que es su capacidad
antioxidante por esta razón se está creando un excelente mercado de exportación de
frutas frescas con un alto contenido de antocianinas.
Las antocianinas representa un grupo muy amplio de compuestos fenólicos vegetales,
estos son los pigmentos hidrosolubles rojos, azules y púrpuras de las flores, frutas y
verduras.
2.4.1. Factores que afectan la estabilidad de las antocianinas
Referente a este tema que las antocianinas son solubles en medio acuoso, inestables
frente a la luz, se degradan durante el almacenamiento, cambiando el color cuanto
21
más elevada sea la temperatura, en cambio, presentan buena estabilidad en medio
ácido. Este tipo de pigmento es relativamente poco usado, teniendo uso en algunos
lácteos, helados, caramelos, productos de pastelería y conservas vegetales. El
conocimiento de la química de las antocianinas se puede utilizar para minimizar su
degradación mediante la adecuada selección de los procesos y por selección de los
pigmentos antocianicos que sean más adecuadas para la aplicación que se desea.
Las antocianinas presentan serios inconvenientes relacionados a su estabilidad, ya
que en solución ellas son afectadas por la luz, cambios en pH, temperatura,
oxidación, presencia de otros flavonoles y debido a la deficiencia electrónica del
núcleo flavilio las antocianidinas tienden a reacciones que alteran su estructura. Su
estabilidad se incrementa a mayor número de grupos metóxilos en el anillo B y
decrece a mayor cantidad de grupos hidroxilos en la molécula. (Lincoln, E. 2006).
2.4.2. Temperatura
Los tratamientos térmicos influyen significativamente en la destrucción de las
antocianinas; es así como se ha visto que en las fresas se presenta una relación
logarítmica entre la pérdida de color y la temperatura. (Badui, D. 1993).
Dada su alta hidrosolubilidad, estos colorantes se pueden perder fácilmente por
lixiviación en el agua que se utiliza en los diferentes tratamientos; a medida que
aumenta la temperatura se acelera la decoloración de la fruta, ya que se favorece
tanto la extracción que incluso se puede llegar a obtener productos prácticamente
incoloros.
En general, las características estructurales que conducen a un aumento de la
estabilidad del pH también llevan a la estabilidad térmica. Las antocianidinas
altamente hidrolizadas son menos estables que las metiladas, glucosiladas o
acetiladas. (Fennema, O. 2000).
2.4.3. Iones metálicos
Las antocianinas cambian de color cuando forman complejos, quelatos o sales con
iones de sodio, potasio, calcio, magnesio, estaño, hierro o aluminio; por esta razón,
22
se recomienda que las latas que se empleen para los alimentos que contengan
antocianinas, sean recubiertas por una laca protectora que evite el desprendimiento
de los metales indeseables. (Badui, D. 1993).
2.4.4. Efecto del pH sobre el color de las antocianinas
Debido a una deficiencia del núcleo del flavilio, estos pigmentos funcionan como
verdaderos indicadores de pH; es decir, su color depende de las condiciones de
acidez o alcalinidad del sistema en que se encuentran: a pH ácido adquiere una
estructura estable del catión flavilio de color rojo, representado por la fórmula (AH+);
cuando se incrementa el pH, la distribución electrónica se modifica hasta llegar a la
forma quinoidea azul (A) o base anhidra; tanto, la sal del flavilio como la base
anhidra pueden convertirse a la base del carbinol incolora (B), que predomina en el
intervalo de pH de 4 a 5.
La dependencia del color con el pH, y de la estabilidad cromática de los pigmentos
de antocianinas tiene cierta importancia en el proceso de alimentos.
2.4.5. Determinación de las antocianinas
Existen distintas formas para determinar antocianinas ya sea en forma total o en
forma separada cada antocianina. Si se quiere establecer las antocianinas en forma
general muchos autores de diversos estudios utilizan el método de pH diferencial.
Pero si se desea determinar las antocianinas en forma separada se recomienda utilizar
cromatografía.
2.4.6. Determinación de antocianinas de forma total
La forma más utilizada para determinar antocianinas en forma total es la basada en
diferencial de pH.
El contenido total de antocianinas en extractos crudos que contiene otros materiales
fenólicos, que son determinadas por mediciones de absorción de la solución a una
determinada longitud de onda. Esto es posible porque las antocianinas tienen una
típica banda de absorción entre 490 y 550 nm en la región del espectro visible. Esta
banda está lejos de la banda de absorción de otros fenoles, y tiene un máximo
23
espectro en el rango UV. En muchas instancias, sin embargo, este simple método es
inapropiado por la interferencia de productos de degradación de antocianinas o
melanoidinas de reacciones de pardeamiento. En ambos casos, el acercamiento debe
ser usado para diferenciar y/o métodos sustractivos para cuantificar antocianinas y su
producto de degradación. (Burriel, M. 2008).
2.5. Presentación de colorantes
En la industria, el requerimiento de los colorantes ha sido básicamente en sus
presentaciones en polvo, solubles en agua. Actualmente se han desarrollado
presentaciones tales como la forma granular facilitando así su dosificación; la forma
líquida donde el colorante se encuentra disuelto y finalmente las lacas que es el
mismo colorante presentado como pigmento insoluble. (Arena, I. 2004).
2.6. Usos de los colorantes
2.6.1. En alimentación
La mayoría de los alimentos del mercado llevan colorantes artificiales. Su uso
indiscriminado hace que los alimentos parezcan artificiales y el consumidor los
rechazaría. A pesar de ello existen alimentos que son aceptados por las normativas
internacionales y se ha investigado que si poseen colores llamativos pueden ser más
aceptados por los consumidores que si no lo son. Tales son: yogures, caramelos,
refrescos, alimentos para animales, gelatinas, helados, ciertos postres, cereales y
panes, snack, salchichas (su superficie), condimentos para ensaladas. La industria de
refrescos es la que más colorantes alimentarios emplea.
2.6.2. Fuera de la industria alimentaria
Debido a que los colorantes alimentarios suelen ser más seguros de usar que los
pigmentos y tintes artísticos normales, algunos artistas los usan para pintar sus obras,
especialmente en variantes como la pintura corporal.
Los colorantes alimentarios pueden usarse para teñir tejidos, pero no suelen soportar
bien el lavado cuando se usan sobre algodón, cáñamo y otras fibras vegetales.
24
Algunos colorantes alimentarios pueden ser fijados sobre nailon y fibras animales.
(Biederman, J. 2002).
2.7.
Clasificación de los colorantes
Los colorantes se clasifican:
2.7.1. De acuerdo al color
Cromáticos (rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta).
No cromáticos (blanco, negro, gris).
2.7.2. De acuerdo a su origen

Colorantes orgánicos: procedentes de plantas y animales. Son extraídos por
diferentes métodos como fermentación, tostado, etc.

Colorantes minerales: (lacas, sulfato de cobre, cromato de plomo, etc.). No se
utilizan en alimentos.

Colorantes artificiales: obtenidos por síntesis química.
2.7.3. De acuerdo con la Norma Técnica Colombiana (NTC-409) la clasificación
según su origen es:
Colorantes naturales: caramelo y compuestos de clorofila y clorofilina.
Colorantes sintéticos: de acuerdo con la solubilidad los colorantes se dividen en:

Hidrosolubles

Insolubles
2.8. Clasificación según las propiedades y el modo de aplicación
Según sus propiedades y los modos de aplicación en el teñido de fibras, los
colorantes se subdividen en colorantes directos, colorantes ácidos, básicos, y
colorantes reactivos, entre otros tipos. Se trata de una clasificación más técnica y
menos científica que la anterior.
25
2.8.1. Colorantes directos
Se aplican por simple inmersión del sustrato en una solución del colorante, neutra y
caliente, a la cual se le ha añadido un electrolito. Se utilizan fundamentalmente para
teñir fibras celulósicas, naturales o sintéticas (algodón, lino o rayón). El colorante se
fija a la fibra a través de enlaces por puente de hidrógeno, por lo que tiene que ser
una molécula lineal o plana, relativamente larga, y con capacidad para formar
puentes de hidrógeno con los grupos hidroxilo de la celulosa. La mayoría de ellos
son colorantes azoicos con varios grupos azo. (NTC. 2010).
2.8.2. Colorantes dispersos
Son colorantes insolubles en agua que se aplican utilizando dispersiones coloidales
del colorante en agua. Se usan para colorear fibras acrílicas, poliamidas, poliésteres
y fibras de acetato de celulosa. Las partículas del colorante, precipitadas, se adhieren
a la fibra mediante interacciones dipolares. Este tipo de coloración suele ser poco
estable en el lavado, o incluso puede sublimar en el planchado; además, es poco
estable frente al ozono y el NO2 (decoloración gaseosa). Los colorantes más usados
por este procedimiento son colorantes de antraquinona con grupos amino e hidroxilo
como auxocromos. (Contento, A. 2005).
2.8.3. Colorantes ácidos o básicos
Los colorantes ácidos (aniónicos) o básicos (catiónicos) se usan para teñir sustratos
que tienen grupos ácidos con carga positiva o grupos básicos con carga negativa,
respectivamente.
2.8.4. Colorantes reactivos
Los colorantes reactivos fueron introducidos en el mercado en 1955, hecho que
constituyó el mayor avance en teñido desde la Segunda Guerra Mundial. Se fijan al
tejido mediante la formación de enlaces covalentes, lo que los hace muy resistentes
al lavado.
26
Para el teñido de la celulosa y sus derivados por este procedimiento, se usa un
colorante, al que se le exige como única condición que posea un grupo amino o un
grupo hidroxilo, que se hace reaccionar previamente con triclorotriazina. La
sustancia intermedia que así se forma puede reaccionar, a través de los átomos de
cloro que aún le quedan, con los grupos hidroxilo de la celulosa, convertidos en
grupos alcoholatos por tratamiento con una base. El colorante queda así unido a la
fibra mediante un puente de triazina
2.9.
Colorantes naturales más utilizados en la industria alimenticia
E-100 Curcumina
E-101 Riboflavina
E-120 Cochinilla, ácido carmínico
E.150 Caramelo
E-153 Carbón medicinal vegetal
E-160 Carotenoides
E-160 a Alfa, beta y gamma caroteno
E-160 b Bixina, norbixina (Rocou, Annato)
E-160 c Capsantina, capsorrubina
E-160 d Licopeno
E-160 e Beta-apo-8'-carotenal
E-160 f Ester etílico del ácido beta-apo-8'-carotenoico
E-162 Rojo de remolacha, betanina, betalaína
E-163 Antocianos (Contento, A. 2005).
27
2.10. Estabilidad en los alimentos
El núcleo flavino de los pigmentos de antocianina es deficiente en electrones y, por
lo tanto, muy reactivo. Las reacciones ordinarias comprenden la decoloración de los
pigmentos y son casi siempre no deseables en el procesado de frutas y hortalizas. La
velocidad de la destrucción de las antocianinas depende del pH y es rápida a valores
de pH elevados. La velocidad de reacción depende también de la cantidad de
pigmento existente en forma de base cardinol incolora y es dependiente de la
temperatura. (Meschter, D. 2005), ha calculado que la vida media del colorante de las
moras en conserva es de 1300 horas a 20°C y de 248 horas a 38°C la reactividad de
la molécula de antocianina con el aire y con muchos de los componentes
normalmente presentes en las frutas y hortalizas ha dado lugar a muchos estudios
sobre la estabilidad de las Antocianinas. (Contento, A. 2005).
2.11. TÉCNICAS DE EXTRACCIÓN
2.11.1. Extracción de colorantes
Se han desarrollado diferentes métodos para llevar a cabo los procesos de separación,
existen distintas operaciones unitarias para llevar a cabo esta finalidad. En la
práctica, se presentan muchos problemas de separación teniendo el ingeniero que
elegir el método que mejor se adapte a la resolución. Los procedimientos para
separar los compuestos de una mezcla se clasifican en dos grupos, el que constituye
las denominadas operaciones disfuncionales, que implica cambio de fase o transporte
de materia de una fase a otra; y, el que comprende a aquellos métodos llamados
separaciones mecánicas, útiles para separar partículas sólidas o gotas líquidas.
(Leyva, D. 2009).
2.11.2. Extracción y Lixiviación
Es un proceso de separación de un constituyente a partir de un sólido o un líquido
por medio de un disolvente líquido. Estas técnicas comprenden dos categorías: sólido
- líquido, y líquido - líquido.
28
2.12. Otros métodos para obtención de colorantes son:
Prensado
Maceración
Extracción líquido – líquido con solvente
Destilación por arrastre de vapor
2.12.1. Prensado
El prensado es la separación de un líquido mediante la compresión en condiciones
que permitan que el líquido se escape al mismo tiempo que retiene el sólido, en la
superficie de compresión. El experimento se diferencia de la filtración, en que la
presión se aplica mediante el movimiento en las paredes de retención en vez de
emplear el bombeo del material a un espacio fijo, los dos tienen la misma finalidad
en separar líquidos de sólidos de una mezcla mecánica de los dos.
Hay diferentes equipos de prensado: caja de placas, de olla, de guarnición y jaula y
prensas continuas. Como estos equipos son costosos y no disponemos de ellos,
utilizamos un método manual de extracción.
2.12.2. Maceración
La maceración es un proceso de extracción sólido-líquido. El producto sólido
(materia prima) posee una serie de compuestos solubles en el líquido extractante que
son los que se pretende extraer.
En general en la industria química se suele hablar de extracciones; mientras que,
cuando se trata de alimentos, hierbas y otros productos para consumo humano se
emplea el término maceración. En este caso el agente extractante (la fase líquida)
suele ser agua, pero también se emplean otros líquidos como vinagre, jugos,
alcoholes o aceites aderezados con diversos ingredientes que modificarán las
propiedades de extracción del medio líquido.
29
2.12.3. Maceración en frío
Consiste en sumergir el producto a macerar en un líquido y dejarlo una determinada
cantidad de tiempo, para transmitir al líquido características del producto macerado.
Los productos a macerar son varios, y en la gastronomía se puede destacar la
infusión de especies varias en aceite de oliva virgen extra, concediendo a estos
últimos aromas y paladares propios de las especies maceradas. Son especialmente
recomendados para ensaladas y platos fríos.
También se podrá añadir a un recipiente con la menor cantidad de agua posible, sólo
lo suficiente como para cubrir totalmente lo que se desea macerar. Esto se hace por
un lapso más o menos largo, dependiendo de lo que se vaya a macerar.
La ventaja de la maceración en frío consiste en que al ser sólo con agua se logran
extraer todas las propiedades de lo que se macera; es decir, toda su esencia sin
alterarla en lo más mínimo. (García, M. 2003).
2.12.4. Maceración con calor
El proceso a ejecutar en este tipo de maceración es el mismo que en la maceración en
frío, sólo que en este caso puede variar el medio por el cual se logra la maceración.
El tiempo que se desea macerar varía mucho de la maceración en frío ya que al
utilizar calor se acelera el proceso tomando como referencia que 3 meses de
maceración en frío, es igual a 2 semanas en maceración con calor, esto es en el caso
de las plantas y hierbas medicinales.
La desventaja de la maceración en calor es que no logra extraer totalmente pura la
esencia o principios activos del producto a macerar, ya que siempre quema o
destruye alguna pequeña parte de esta (muchas veces se trata de compuestos
termolábiles).
Pero muchas veces, para acortar más los tiempos de extracción y que las substancias
pasen el menor tiempo posible a elevadas temperaturas, se hacen extracciones con
corriente de vapor.
30
2.12.5. Extracción con solvente
Es la disolución de uno o más componentes de una mezcla sólida por contacto de un
disolvente líquido. Esta operación unitaria, una de las más antiguas en la industria
química, ha recibido muchos nombres, según la técnica más o menos completa
utilizada para llevar a cabo. El término extracción también se emplea por lo común
para describir esta operación, aunque también se aplica a todas las técnicas de
separación que utilicen métodos de transferencia de masa. Es un proceso para separar
un sólido de un líquido en el cual muchas sustancias biológicas, así como
compuestos inorgánicos y orgánicos existentes en mezclas de diferentes compuestos
en un sólido. Para poder superar el constituyente soluto deseado o eliminar un soluto
indeseable de la fase sólida, esta se pone en contacto con la fase líquida. Ambos
factores entran en contacto íntimo en el soluto o solutos que pueden difundirse o
desde el sólido de la fase líquida, lo que produce una separación de los compuestos
originales del sólido a este proceso se llama lixiviación, extracción sólido - líquido o
simplemente lixiviación. (Leyva, D. 2009).
2.12.6. Destilación por arrastre de vapor.
Es una técnica bastante utilizada para separar compuestos poco volátiles insolubles
en agua, de materiales sólidos no volátiles.
2.12.7. Deshidratación.
La deshidratación es un método de estabilización de alimentos que se basa en la
reducción de la actividad del agua (aw) para hacer más lentos los procesos de
deterioro a los que se ve sometido un alimento. Se distingue muy claramente de la
concentración o evaporación porque, aunque ambas operaciones se basa en disminuir
la actividad del agua, la concentración y evaporación da productos líquidos, que aun
contienen cantidades del orden de hasta el 50% en agua. Los productos de la
deshidratación son sólidos con un contenido en agua inferior al 10%.
Utilizamos el término genérico “deshidratación” porque durante esta operación no
solo se retira el agua que actúa como disolvente o inerte que diluye el alimento, sino
31
que se retira agua que entra en la constitución de las estructuras y tejidos del
alimento. Por ello, la deshidratación provoca a menudo profundos cambios en las
cualidades organolépticas de los alimentos, por lo que no es adecuada para muchos
alimentos.
Todas las operaciones de deshidratación tienen en común la pérdida de agua. Sin
embargo, esta pérdida se puede realizar de diversas formas.
En el secado por arrastre la retirada de agua se realiza poniendo el alimento en
contacto con un medio, normalmente aire, relativamente seco (es decir, que tiende a
retirar agua del alimento). Este medio se renueva lo suficiente a menudo para que el
secado prosiga hasta el grado de deshidratación deseado. Puesto que para una misma
humedad absoluta el aire resulta relativamente más seco cuanto más se incrementa la
temperatura, el secado por arrastre es a menudo realizado con un chorro de aire
caliente.
Esta operación tiene unos requerimientos energéticos de unas 600 Kcal kg-1 de agua
evaporada. En el secado por arrastre, esta energía es aportada normalmente por el
agente de arrastre (aire seco y caliente normalmente) que cede su calor sensible a la
vez que se carga de humedad. Cuando el agente de secado aporta todo el calor
necesario para la vaporización, tenemos un secadero adiabático. Esta condición tiene
importancia en el diseño. (Maupoey, P. 2001)
La liofilización es una deshidratación donde la retirada de agua tiene lugar por
sublimación, sometiendo al alimento a condiciones de temperatura inferiores a las
del punto triple. La liofilización es lenta y cara, ya que requiere una atmósfera de alto
vacío, pero las ausencia de aire y el frió al que está sometido el alimento durante la
mayor parte del tiempo del proceso hace que se obtengan alimentos de muy buena
calidad que se rehidratan con suma facilidad. La sublimación requiere unos 700
Kcalkg-1 de agua. En la vaporización y sublimación el cambio de fase es espontáneo
en las condiciones del entorno.
32
En el secado por arrastre el cambio de fase es forzado por la constante renovación de
la atmósfera que rodea al alimento con aire relativamente seco. Si el aire no se
renovase, rápidamente se llegaría a la humedad de equilibrio y el secado cesaría.
Aunque lo importante para una buena conservación es una baja actividad del agua,
puede decirse en general que una humedad por debajo del 10% hace inactivos a
microorganismos y enzimas, aunque es necesario bajar la humedad por debajo del
5% para conservar las cualidades nutricionales y organolépticas de los alimentos.
Algunos alimentos son estables con esta humedad (como la harina, con un 8 % de
humedad, muchos frutos secos, pasta, entre otras). (Jarrin, J. 2007).
Finalmente, resaltar que el secado además de una buena operación de conservación,
presenta una gran ventaja para la comercialización de los productos, ya que al haber
retirado una gran parte del agua los productos se reduce en peso y tamaño siendo más
fáciles de almacenar y transportar.
2.13. MÉTODOS DE SECADO
La selección de la técnica para el secado depende del tipo de alimento y los costos
del proceso.
2.13.1. Técnicas de secado
Se tienen las siguientes técnicas de secado:

Deshidratación con aire caliente.

Deshidratación por contacto con una superficie caliente.
2.13.2. Deshidratación con aire caliente
En este proceso se presenta una transferencia de calor por convección y un contacto
directo de la sustancia con el aire caliente en el cual tiene lugar la evaporación.
33
Para que el proceso de secado se realice en forma eficiente se requiere establecer las
condiciones básicas del proceso como son: temperatura, humedad relativa del aire de
secado, flujo de aire, tamaño y forma del producto.
2.13.3. Deshidratador de bandejas o anaqueles
Los secadores de bandeja son de pequeña escala usados en laboratorios y plantas
piloto para experimentar con el secado de diversos materiales. El aire ingresa por el
extremo izquierdo del secador gracias al arrastre que genera el ventilador, el cual a su
vez es movido por un motor. Una vez ingresa el aire, pasa a través de una serie de
resistencias eléctricas en donde se calienta disminuyendo así su humedad relativa y
adquiriendo, de esta forma, su condición secante.
Gráfico Nº 2. Secador de bandejas
Fuente: (Jarrin, J. 2007).
2.14. FUNDAMENTOS DE ESPECTROFOTOMETRÍA
La espectrofotometría es uno de los métodos de análisis más usados, y se basa en la
relación que existe entre la absorción de luz por parte de un compuesto y su
concentración. Cuando se hace incidir luz monocromática (de una sola longitud de
onda) sobre un medio homogéneo, una parte de la luz incidente es absorbida por el
medio y otra transmitida, como consecuencia de la intensidad del rayo de luz sea
atenuada desde Po a P, siendo Po la intensidad de la luz incidente y P la intensidad
34
del rayo de luz transmitido. Dependiendo del compuesto y el tipo de absorción a
medir, la muestra puede estar en fase líquida, sólida o gaseosa. En las regiones
visibles y ultravioleta del espectro electromagnético, la muestra es generalmente
disuelta para formar una solución.
Cada sustancia tiene su propio espectro de absorción, el cual es una curva que
muestra la cantidad de energía radiante absorbida, Absorbancia, por la sustancia en
cada longitud de onda del espectro electromagnético, es decir, a una determinada
longitud de onda de la energía radiante, cada sustancia absorbe una cantidad de
radiación que es distinta a la que absorbe otro compuesto
Fig. 9. Espectro de absorción de dos compuestos diferentes.
Fuente: (Burriel, M. 2008).
2.14.1. Ley de Lambert.
Esta ley establece que cuando pasa luz monocromática por un medio homogéneo, la
disminución de la intensidad del haz de luz incidente es proporcional al espesor del
medio, lo que equivale a decir que la intensidad de la luz transmitida disminuye
exponencialmente al aumentar aritméticamente el espesor del medio absorbente.
Ley de Lambert
La siguiente relación matemática da cuenta de esta ley: P / P0 = e –kb
35
Po: Intensidad de la luz incidente
P: Intensidad de la luz transmitida
b: Espesor del medio absorbente
k: Constante, cuyo valor depende de la naturaleza del soluto, de la longitud de onda
de la luz incidente, del espesor del medio absorbente y de la naturaleza del medio.
2.14.2. Ley de Beer.
La intensidad de un haz de luz monocromática disminuye exponencialmente al
aumentar aritméticamente la concentración de la sustancia absorbente, cuando este
haz pasa a través de un medio homogéneo.
Ley de Beer
La relación matemática que da cuenta de esta ley se muestra a continuación:
P / P0 = e -k’c dónde:
Po: Intensidad de la luz incidente
P: Intensidad de la luz transmitida
c: Concentración de la solución
k: Constante, cuyo valor depende de la naturaleza del soluto, de la longitud de onda
de la luz incidente, de la concentración de la solución, y frecuentemente, de la
naturaleza del medio. (Burriel, M. 2008).
Ambas leyes se combinan en una sola, generando la Ley de Lambert-Beer
log P0 / P = a b c
ó
A=abc
36
A = log P0 / P = - log T
Dónde:
a: Absortibidad
b: Longitud o espesor del medio (longitud de la cubeta)
c: Concentración de la solución
P/Po = T = Transmitancia
Los términos absorbancia y transmitancia son definidos a continuación
2.14.3. Transmitancia (T)
Es la razón entre la luz monocromática transmitida (P) por una muestra y la energía o
luz incidente (Po) sobre ella. Tanto la energía radiante incidente como la transmitida
deben ser medidas a la misma longitud de onda.
T = P / P0 = 10-abc
ó
%T = 100 P / P0
Se acostumbra a considerar la transmitida como la razón de la luz transmitida por la
muestra y la luz transmitida por un estándar arbitrario. Este estándar puede ser el
líquido (solvente) en que esta disuelta la muestra, aire, blanco analítico (solución que
contiene todos los componentes de la solución problema menos la sustancia
problema) u otra sustancia elegida arbitrariamente.
Debido a que la transmitancia de este estándar no es necesariamente 100%, es
necesario especificar el estándar con el cual la muestra es comparada.
2.14.4. Absorbancia (A)
Se define como la cantidad de energía radiante absorbida por una sustancia pura o en
solución. Matemáticamente, corresponde al logaritmo negativo de la transmitancia
(T), transmitancia expresada como fracción decimal (%T), transmitancia expresada
como porcentaje.
37
A = - log T = 2 – log %T
2.14.5. Selección de longitud de onda de trabajo.
La longitud de onda de trabajo corresponde, generalmente, a la longitud de onda en
la cual la absorbancia del analito (sustancia a analizar) es máxima, y recibe la
denominación de Lambda máximo (λmax). Para seleccionar el λmax., se hace un
espectro de absorción o curva espectral, y que consiste en una gráfica de la
absorbancia de una solución de la sustancia absorbente de concentración adecuada,
medida a distintas longitudes de onda y en ella se determina el λmax. (Díaz, A., et al.
2007).
Fig. 10. Curva espectral
Fuente: (Díaz, A., et al. 2007).
2.15. CROMATOGRAFÍA
La cromatografía es una técnica de separación de solutos de una mezcla, que se basa
en la diferente velocidad con que se mueve cada uno de los solutos a través de un
medio poroso, arrastrados por un disolvente en movimiento. A este disolvente se le
llama fase móvil y el medio poroso puede ser la fase estacionaria, o bien servir de
soporte a esta fase. La separación cromatográfica constituye un proceso dinámico
que permite un intercambio continuo por desplazamiento de una fase con respecto a
la otra. El diferente reparto de solutos entre las fases móvil y estacionaria es la causa
de la separación de los solutos. El soluto que tiene mayor afinidad por la fase
estacionaria se moverá con mayor lentitud. (Burriel, M. 2008).
38
2.15.1. La cromatografía en papel.
La cromatografía en papel se utiliza para la separación de cantidades mínimas de
soluto y también como un criterio de pureza. Se basa en la diferente velocidad con
que se mueve cada uno de los solutos a través de una fase estacionaria que es el agua
retenida sobre un soporte sólido e inerte (celulosa), arrastrado por un disolvente en
movimiento. Una vez realizada la cromatografía, la posición de los componentes se
determina mediante una técnica que permita “visualizarlos”.
La cromatografía en papel es un proceso muy utilizado en los laboratorios para
realizar unos análisis cualitativos ya que pese a no ser una técnica muy potente no
requiere de ningún tipo de equipamiento.
La fase estacionaria está constituida simplemente por una tira de papel filtro. La
muestra se deposita en un extremo colocando pequeñas gotas de la solución y
evaporando el disolvente. Luego el disolvente empleado como fase móvil se hace
ascender por capilaridad. Esto es, se coloca la tira de papel verticalmente y con la
muestra del lado de abajo dentro de un recipiente que contiene fase móvil en el
fondo.
Después de unos minutos cuando el disolvente deja de ascender o ha llegado al
extremo se retira el papel y se seca. Si el disolvente elegido fue adecuado y las
sustancias tienen color propio se verán las manchas de distinto color separadas.
Cuando los componentes no tienen color propio el papel se somete a procesos de
revelado.
Como en la cromatografía de capa fina, se puede emplear unas técnicas elaboradas y
sencillas en la cromatografía sobre papel. La técnica más sencilla implica el uso de
un tubo de ensayo como cámara de desarrollo. El método se recomienda para la
mayoría de los trabajos de identificación o por lo menos en los trabajos previos de
exploración en la determinación de las condiciones para usar tiras largas u hojas.
39
Se puede usar un tubo de 6 a 8 cm. La tira, cortada de un papel de filtro Whatman
núm. 1, se coloca dentro del tubo, suspendiéndola de un alfiler clavado en el tapón,
doblándola en ángulo o bien cortando el papel con mayor anchura en la parte más
alta que sirve para evitar su descenso por el tubo. Tocar el papel solo por el extremo
superior, de otro modo, las huellas de los dedos podrían contaminar el
cromatograma. (Burriel, M. 2008).
Gráfico Nº 3. Diagrama de cromatografía en papel.
Fuente: (Contento, A. 2005)
Hacer una marca con lápiz cerca de 1 cm de la parte de la tira. La muestra se aplica
en forma de pequeña mancha con una micropipeta, en el centro de la línea y se deja
secar. La magnitud de la muestra debe ser de unos 10 µg. con una pipeta se coloca
una pequeña cantidad de disolvente en el fondo del tubo, de modo que la superficie
del disolvente quede por debajo de la línea del lápiz. El tubo se cierra y se deja
reposar hasta que el disolvente ascienda hasta las proximidades de lo alto de la tira de
papel. Pueden ser necesarias unas 3 horas. Luego se saca el papel y se señala el nivel
alcanzado por e disolvente. La tira se deja secar y los compuestos se visualizan con
un rociado apropiado.
40
2.15.2. Factor de recorrido (Rf).
Se define Rf como el cociente entre la distancia recorrida por una sustancia desde el
origen (d) y la distancia del origen al frente del disolvente (h). Para la sustancia A:
RfA = dA/h
El valor máximo que puede tener el Rf es 1, aunque a veces se multiplica por 100
para expresarlo como porcentaje.
El Rf es una cifra útil porque es constante cuando se reproduce el experimento en
todas las condiciones y es tan característico y descriptivo de un compuesto como
puede serlo el punto de fusión. Por supuesto, el Rf de un compuesto dado será
diferente para distintos disolventes, pero ello constituye una ventaja, puesto que así
es posible caracterizar a un compuesto más específicamente registrando sus Rf en
varios disolventes.
Algunos factores que afectan al Rf son: el grado de pureza del adsorbente, la
concentración del ambiente de la cámara y la temperatura.
Si se va a utilizar un cromatograma para hallar el Rf, hay que marcar siempre (con
lápiz y nunca con tinta) dos líneas o puntos: lugar donde se deposita la muestra e,
inmediatamente realizado el cromatograma, el frente del disolvente.
Se define como el cociente de dividir el recorrido de la sustancia por el del
disolvente, o sea la distancia que media desde el origen hasta el centro de la mancha
(X) dividida por la distancia que media desde el origen hasta el frente del disolvente
(S). Rf = X/S.
41
Figura Nº 13. Factor de rotación
Fuente: (Contento, A. 2005)
Inicialmente, la extracción de antocianinas se utilizaron tres sistemas de extracción:
agua, etanol (96%), metanol.
El cálculo de un Rf (Rate factor o factor de velocidad) es muy sencillo. Es un
parámetro que mide o evalúa la cantidad que se ha desplazado un determinado
componente con respecto al eluyente:
Rf = longitud compuesto / longitud eluyente
El etanol es la fase móvil que ira ascendiendo por el papel filtro arrastrando los
compuestos que hemos aplicado. Cuando el frente haya ascendido hasta la franja
superior paramos el experimento y observaremos los resultados.
Una vez aplicados se insertara la placa dentro de la cubeta, la cual contiene etanol
96%. La cantidad de etanol no puede ser cualquiera, el volumen de este no puede
sobrepasar la franja de aplicación. Desde el momento en que la fase estacionaria es
introducida en la cubeta podemos observar como la fase móvil asciende por la
estacionaria debido a la capilaridad de la segunda. Una vez el frente de la fase móvil
ha llegado a la franja superior impuesta por nosotros procederemos a la extracción de
42
la fase estacionaria y la dejaremos secar. Cuando la placa este seca observaremos los
diferentes compuestos. En el caso de que sean incoloros lo haremos mediante luz
ultravioleta. Se marcara la zona exacta en la que ha quedado cada compuesto y se
medirá la distancia recorrida.
El cociente de la distancia recorrida por los compuestos y la distancia recorrida por la
fase móvil desde el punto de aplicación hasta el límite superior establecido por
nosotros nos dará el valor Rf
Rf = Distancia recorrida por el soluto / Distancia recorrida por la fase móvil
Si el Rf < 05 significa que esa sustancia ha recorrido (ha sido eluida) una distancia
menor a la mitad de lo que ha recorrido el eluyente. Si es igual a 0,5 ha sido eluido
justo en la mitad de la distancia y si es mayor a 0,5 pues habrá sido eluida más de la
mitad de la distancia del eluyente.
Como la distancia recorrida por la mezcla eluyente fue de 8,8 cm y las distancias
recorridas por las muestras fueron diferentes, los Rf quedan:
Cuadro Nº 8. Valores de Rf para las muestras de colorante de mora.
Muestras
Distancia recorrida por
Distancia recorridas
Rf de las
la mezcla eluyente
por las muestras
muestras
Etanol
7,0 cm
0,7955
Metanol
8,8 cm
1,5 cm
0,1705
Agua
6,1 cm
3,0 cm
0,4905
2.16. YOGUR
Es el producto coagulado obtenido por fermentación láctica de la leche o mezcla de
esta con derivados lácteos. Mediante la acción de bacterias lácticas Lactobacillus
Delbrueckii subsp. Bulgaricus y Sreptococcus Salivaris subsp. Thermophilus,
pudiendo estar acompañadas de otras bacterias benéficas que por su actividad le
confieren las características al producto terminado; estas bacterias deben ser viables
43
y activas desde su inicio y durante toda la vida activa de un producto. Puede ser
adicionado o no de los ingredientes y aditivos indicados en esta norma. (INEN.
2011).
El yogur, (también conocido como yogur, yogourt o yoghourt, aunque la Real
Academia Española (RAE) solo admite la forma 'yogur') es un producto lácteo
obtenido mediante la fermentación bacteriana de la leche.
Si bien se puede emplear cualquier tipo de leche, la producción actual usa
predominantemente leche de vaca. La fermentación de la lactosa (el azúcar de la
leche) en ácido láctico es lo que da al yogur su textura y sabor tan distintivo. A
menudo, se le añade fruta, vainilla, chocolate y otros saborizantes, pero también
puede elaborarse sin añadirlos; en algunos países se conoce al de sabor natural como
Kumis (natural). (Ramos, A. 2003).
2.16.1. Composición
El proceso de elaboración del yogur data de hace miles de años, sin embargo hasta el
siglo XIX se conocían muy pocas fases del proceso productivo. El arte de producción
era transmitido de generación en generación; sin embargo en las últimas décadas,
este proceso se ha racionalizado, principalmente por los descubrimientos en diversas
disciplinas, como la física e ingeniería química, la bioquímica y enzimología; y sobre
todo la tecnología industrial.
La elaboración de yogur requiere la introducción de bacterias „benignas‟ específicas
en la leche bajo una temperatura y condiciones ambientales controladas muy
cuidadosamente en el entorno industrial pasa por un proceso de fermentación en
cámaras calientes a la temperatura de 43 ºC para obtener el grado óptimo de acidez
cual es el pH óptimo de 4; este proceso puede llegar a durar aproximadamente cuatro
horas. Una vez obtenida la acidez óptima, debe enfriarse el yogur hasta los 5 ºC para
detener la fermentación. En los yogures batidos, los de textura cremosa, con o sin
frutas, el proceso es diferente, en cuanto la fermentación se realiza en depósitos,
previo al proceso de envasado, que se realiza en frío, por lo que no necesita de
44
fermentación posterior. Las bacterias utilizan como fuente de energía la lactosa o
azúcar de la leche, y liberan ácido láctico como producto de desecho; este provoca,
un incremento de la acidez que hace a su vez que las proteínas de la leche precipiten,
formando un gel. La mayor acidez (pH 4-5) también evita la proliferación de otras
bacterias potencialmente patógenas. El primer estudio bacteriológico acerca del
yogur fue realizado por Grigoroff, quien detectó la presencia de tres distintos
microorganismos, "diplostreptococcus".
Si el yogur no se calienta hasta matar a las bacterias después de la fermentación, se
vende bajo la denominación de cultivo activo vivo (o simplemente vivo en algunos
países), que algunos consideran nutricionalmente superior. En España, los
productores de yogur se dividían entre los que querían reservar la denominación
yogur para el yogur vivo y los que deseaban introducir el yogur pasteurizado bajo esa
etiqueta. (Ramos, A. 2003).
45
3. MATERIALES Y MÉTODOS
3.1. MATERIALES
3.1.1. Localización de la investigación
El presente trabajo de investigación se realizó en la Planta de Frutas y Hortalizas de
la Facultad de Ciencias Agropecuarias Recursos Naturales y del Ambiente, de la
Escuela de Ingeniería Agroindustrial, de la Universidad Estatal de Bolívar.
Tabla Nº 1. Ubicación del experimento
DESCRIPCIÓN
Provincia
Cantón
Parroquia
Dirección
Sector
UBICACIÓN
Bolívar
Guaranda.
Guanujo.
Av. Ernesto Che Guevara s/n y Av.
Gabriel Secaira.
Alpachaca km 3 ½ vía Ambato
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2012)
3.1.2. Situación geográfica y climática de la localidad
Tabla Nº 2. Parámetros climatológicos.
PARÁMETROS
VALOR
Altitud
Longitud
2668 msnm
79º00`02`` O
Latitud
01º34`15`` S
Temperatura máxima
18 ºC
Temperatura mínima
8 ºC
Temperatura media anual
13 ºC
Humedad
75 %
Precipitación media anual
687 mm
Fuente: (Estación Meteorológica Laguacoto. 2011)
.
46
3.1.3. ZONA DE VIDA
De acuerdo con la clasificación de la zona de vida de L. Holdrige, el sitio
corresponde a la formación Bosque Húmedo Montano Bajo (Bhmb).
3.1.4. Material Experimental

Mora
3.1.5. Materiales de campo

Libreta de apuntes

Cámara fotográfica digital

Marcadores.

Matrices de catación
3.1.6. Materiales de laboratorio

Rotavapor R-210

Mechero Bunsen

Pipetas de 0,1 ml. – 1 ml

Probeta 500 ml

Medidor de humedad

Cajas Petri

Cámara de flujo laminar

Espectrofotómetro

Balanza analítica

Despulpadora

pH metro

Refractómetro

Secador de bandejas

Colador

Mesa de trabajo
-.
47
3.1.7. Reactivos.

Etanol 96°

Agua destilada

Ácido cítrico

Bicarbonato de sodio

Benceno

Metanol
3.1.8. Materiales oficina

Computadora

Pen drive

Impresora

Papel de impresión A4

Esferos

Escritorio

Calculadora

Software estadístico (Statistix 9, Microsoft Excel 2010)
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
48
3.2. METODOS
3.2.1. Diseño experimental
En la investigación realizada se utilizó tres factores A (variedades de mora), B
(métodos de extracción), y C (tiempos de deshidratado) aplicando un diseño de
bloques completamente al azar (DBCA) trifactorial 2×2×2, con 3 repeticiones, para
determinar el mejor tratamiento.
3.2.2. Factores en estudio
Para la siguiente tabla se muestra los factores de estudio que se utilizaron para
realizar la siguiente investigación.
Tabla Nº 3: Para el presente trabajo de investigación se aplicaron los siguientes
factores.
FACTOR
CÓDIGO
NIVELES
DESCRIPCIÓN
A
A1
A2
A1= Mora de castilla
con espinas
A2= Mora de castilla
sin espinas
B
B1
B2
B1=Deshidratado
B2=Maceración
C
C1
C2
C1= 10 h. 65°C
C2= 12 h. 65°C
Variedades de mora
Métodos de extracción
Tiempos de deshidratado
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2012)
.
.
.
.
49
.Tabla Nº 4: Combinación de los tratamientos
Nº de
Tratamiento
Codificación
Descripción
Tamaño
U.E.
T1
A1B1C1
Mora de castilla + Concentración + Deshidratado (10 h. 65° C)
1000 g
T2
A1B1C2
Mora de castilla + Concentración + Deshidratado (12 h. 65° C)
1000 g
T3
A1B2C1
Mora de castilla + Maceración + Deshidratado (10 h. 65° C)
1000 g
T4
A1B2C2
Mora de castilla + Maceración + Deshidratado (12 h. 65° C)
1000 g
T5
A2B1C1
Mora de castilla sin espinas + Concentración + Deshidratado (10 h.
65° C)
1000 g
T6
A2B1C2
Mora de castilla sin espinas + Concentración + Deshidratado (12 h.
65° C)
1000 g
T7
A2B2C1
Mora de castilla sin espinas + Maceración + Deshidratado (10 h.
65° C)
1000 g
T8
A2B2C2
Mora de castilla sin espinas + Maceración + Deshidratado (12 h.
65° C)
1000 g
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2012)
Tabla Nº 5: Análisis de varianza (ADEVA)
Para el análisis de varianza sacamos los grados de libertad de cada uno de los
tratamientos, factores de estudio e interacciones que se producen de los mismos a
igual que el error experimental.
FUENTE DE VARIACIÓN
GRADOS DE LIBERTAD (Gl)
TOTAL ( t × r)
23
Tratamientos (t - 1)
7
Factor A ( A - 1 )
1
Factor B (B - 1)
1
Factor C (C - 1)
1
Interacción (A×B)
1
Interacción (A×C)
1
Interacción (B×C)
1
Interacción (A×B×C)
1
ERROR EXPERIMENTAL
9
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2012)
50
.Tabla Nº 6. Características del experimento
CARACTERÍSTICAS
RESULTADOS
Factor de Estudio ( Fe )
3
Tratamiento ( t )
8
Repeticiones ( r )
3
Unidades Experimentales
( t × r ) = 8 × 3 = 24
Tamaño de la unidad
1000 g.
experimental
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2012)
3.2.3. VARIABLES EVALUADAS
En cada unidad experimental se utilizó 1000 g de mora castilla como materia prima
de lo cual se realizó el respectivo cálculo de los factores a utilizar.
a) Materia prima (MP)
 Peso
 pH
 Grado brix
b) Producto terminado (Colorante mejor tratamiento)
 pH
 Peso
 Análisis organoléptico (color, olor, granulosidad).
 Recuento total de microorganismos
 Determinación de humedad
 Cromatografía de papel
 Espectrofotometría al mejor tratamiento
c) Aplicación del colorante en yogur
 Aceptabilidad
51
3.2.4. Análisis estadístico
Se realizó los siguientes análisis:

La prueba de Tukey al 5% para el análisis de comparación de los promedios de
los factores A, B, C, e interacciones A×B, A×C, B×C y A×B×C.

Análisis de correlación y regresión simple en el análisis organoléptico sensorial.

Establecer la relación beneficio-costo B/C.
3.3.
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PARA LA OBTENCIÓN DEL
COLORANTE NATURAL MEDIANTE DESHIDRATADO.
3.3.1. RECEPCIÓN DE LA MATERIA PRIMA
La recepción se lo realizó con frutos limpios, sin golpes y de consistencia firme con
un estado de madurez óptimo entre 5-6 según norma NTE INEN 2427 (2011) según
la matriz de escala de color, obtenidos del cantón Chillanes y Ambato.
3.3.2. SELECCIÓN
Se lo hizo por inspección visual para la sanidad y el color según norma NTE INEN
2427 (2010), donde se seleccionó a las frutas desarrolladas, firmes, eliminando la
fruta que presento signos de descomposición, golpeadas, deterioradas o cualquier
otro daño físico que afecte en el proceso.
3.3.3. LAVADO
Las moras se colocaron en recipientes metálicos, donde se reciben chorros de agua a
temperatura ambiente. Este lavado se realizó con el fin de eliminar impurezas
presentes en las frutas y disminuir la carga microbiana.
3.3.4. PESADO
Se pesó cada una de las variedades de mora que se utilizó para la investigación, en
base a los porcentajes determinados, y de acuerdo a las fórmulas predeterminadas,
para lo cual se utilizó una balanza digital calibrada para evitar errores en los cálculos
posteriores.
52
3.3.5. DESPULPADO
En esta etapa se extrajo la pulpa de mora en un despulpador limpio de tipo VPB – 30
modelo vasto 3P30A5000UAC. Obteniendo un producto semilíquido para facilitar el
deshidratado.
3.3.6. TAMIZADO
En esta operación se procedió a retirar algunas partículas extrañas o groseras ya que
para el pulverizado debemos tener un producto deshidratado para un mejor manejo,
esto se lo realizo mediante tamices adecuados haciendo dos repeticiones.
3.3.7. CONCENTRADO
La pulpa obtenida se concentró mediante la aplicación a fuego directo a temperatura
de 65°C, dónde solo se retiró el 20% de agua, a fin de mantener las características de
aroma y sabor del producto.
3.3.8. DESHIDRATADO
La pulpa obtenida se colocó en platos plásticos desechables a base de espuma sobre
bandejas y éstas se ubicaron en el secador de bandejas a una temperatura de 65°C por
un tiempo de 10 y 12 horas.
3.3.9. PULVERIZADO
En esta etapa se recogió el producto seco bruto utilizando una espátula que facilita la
separación con el plato, y utilizando un mortero para obtener el producto final en
polvo (colorante).
3.3.10. TAMIZADO
Se recogió todo el polvo en bandejas de metal y se pasó por una serie de mallas para
determinar el tamaño de las partículas y si fuere necesario realizar un nuevo
pulverizado y tamizado.
.
53
3.3.11. ENVASADO
Se envasó en frascos de vidrio con capacidad de 60 g totalmente esterilizados, el
envasado fue semi-rápido ya que es un producto higroscópico y sellado
herméticamente para evitar la formación de grumos por el aumento de humedad que
pueda ocurrir y originando una mala presentación en el producto. Luego se procedió
a la codificación para cada uno de los tratamientos.
3.3.12. ALMACENADO
Ya en esta etapa se procedió a su almacenamiento en un lugar que se encuentre a
temperatura ambiente, con ventilación, seco y fuera del alcance de luz y humedad.
Para el manejo experimental, de la extracción de colorante con dos variedades de
mora y dos tiempos seguiremos los siguientes pasos que se muestran en el siguiente
diagrama.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
54
3.4. Diagrama de flujo para la extracción del colorante natural de mora
mediante el método de deshidratado y su aplicación en el yogur.
RECEPCIÓN
RECEPCIÓN
SELECCIÓN
ANÁLISIS
LAVADO
PASTEURIZACIÓN
PESADO
DESPULPADO
ENFRIADO
TAMIZADO
INOCULACIÓN
CONCENTRADO
BATIDO
DESHIDRATADO
PULVERIZADO
TAMIZADO
TAMIZADO
MEZCLADO
ENVASADO
ALMACENADO
55
3.5.
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PARA LA OBTENCIÓN DE
COLORANTE NATURAL MEDIANTE MACERACIÓN.
3.5.1. RECEPCIÓN DE LA MATERIA PRIMA
La recepción se lo realizó con frutos limpios, sin golpes y de consistencia firme con
un estado de madurez óptimo entre 5-6 según norma NTE INEN 2427 (2011) según
la matriz de escala de color, obtenidos del cantón Chillanes y Ambato.
3.5.2. SELECCIÓN
Se lo hizo por inspección visual para la sanidad y el color según norma NTE INEN
2427 (2010), donde se seleccionó a las frutas desarrolladas, firmes, eliminando la
fruta que presento signos de descomposición, golpeadas, deterioradas o cualquier
otro daño físico que afecte en el proceso.
3.5.3. LAVADO
Las moras se colocaron en recipientes metálicos, donde se reciben chorros de agua.
A través de este lavado se eliminan agentes extraños, partículas groseras al igual que
microorganismos presentes en la fruta.
3.5.4. PESADO
Se pesó cada una de las variedades de mora que se utilizó para la investigación, en
base a los porcentajes determinados, y de acuerdo a las formulas predeterminadas,
para lo cual se utilizó una balanza calibrada para evitar errores en los cálculos
posteriores.
3.5.5. CORTADO
Para esta operación se utilizó cuchillos de acero inoxidable sobre una tabla plástica
para picar, el corte fue de 0.5 cm para favorecer la extracción que se lo realizará
mediante una maceración
El corte de la fruta permite que el alcohol utilizado abarque una mayor superficie y
se facilite o se acelere la maceración.
56
3.5.6. MACERACIÓN
La mora troceada, se colocó en matraces Erlenmeyer de capacidad de 1000 ml
debidamente sellados para evitar la evaporación del alcohol acidificado al 1% en la
cual ayuda al tejido vegetal de la mora a la dispersión de las sustancias requeridas
para el proceso, la muestra se coloca añadiendo 500 ml de etanol 96° acidificado al
1% durante 72h.
3.5.7. FILTRADO
Luego de a ver pasado por el lapso de tiempo requerido en la maceración se procede
a filtrar la muestra en lienzos que permitió separar la fruta troceada de la parte
liquida que está constituida por el colorante y el etanol.
3.5.8. SEPARACIÓN
Se realizó la separación del alcohol y el colorante, utilizando un rotavapor a una
temperatura de 50 ºC ya que en este equipo se trabaja a temperaturas inferiores de
ebullición del alcohol y a una presión baja con una bomba al vacío ya que el
colorante tiende a degradarse a temperaturas altas.
3.5.9. DESHIDRATADO
La concentración obtenida mediante la separación se colocó en platos plásticos
desechables a base de espuma sobre bandejas, llevándolo al secador de bandejas a
una temperatura de 65°C por un tiempo de 10 y 12 horas.
3.5.10. PULVERIZADO
En esta etapa se recogió el producto seco bruto utilizando una espátula que facilita la
separación con el plato, utilizando un mortero para obtener el producto final en polvo
(colorante).
57
3.5.11. TAMIZADO
Se recogió todo el polvo en bandejas de metal y se pasó por una serie de mallas para
determinar el tamaño de las partículas y determinar si se realizará un segundo
pulverizado y tamizado si así fuere necesario.
3.5.12. ENVASADO
Se envasó en frascos de vidrio con capacidad de 60 g totalmente esterilizados, el
envasado fue semi-rápido ya que es un producto higroscópico y sellado
herméticamente para evitar la formación de grumos por el aumento de humedad que
pueda ocurrir y originando una mala presentación en el producto. Luego se procedió
a la codificación para cada uno de los tratamientos.
3.5.13. ALMACENADO
Ya en esta etapa se procedió a su almacenamiento en un lugar que se encuentre a
temperatura ambiente, con ventilación, seco y fuera del alcance de luz y humedad.
Para el manejo experimental, de la extracción de colorante con dos variedades de
mora y dos tiempos seguiremos los siguientes pasos que se muestran en el siguiente
diagrama.
.
.
.
.
.
.
.
.
58
3.6. Diagrama de flujo para la extracción del colorante natural de mora
mediante el método de maceración y su aplicación en el yogur.
RECEPCIÓN
RECEPCIÓN
SELECCIÓN
ANÁLISIS
LAVADO
PASTERIZACIÓN
PESADO
ENFRIADO
CORTADO
ENFRIADO
MACERACIÓN
INOCULACIÓN
INOCULACIÓN
FILTRADO
BATIDO
SEPARACIÓN
TAMIZADO
DESHIDRATADO
MEZCLADO
ENVASADO
ALMACENADO
59
4. RESULTADOS Y DISCUSIONES
4.1. MATERIA PRIMA.
En la materia prima se realizó el análisis físico-químico para cada una de las
variedades utilizadas como fue: Peso, pH y °Brix.
Tabla Nº 7. Análisis de variables en la materia prima.
Materia Prima
Peso Fruta (g)
Peso Pulpa (g)
pH
°Brix
Mora de castilla
1000
820
3,35
8.5
1000
826
3,50
11.5
con espinas
Mora de castilla sin
espinas
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013)
a) Peso
Para cada una de las variedades de mora se trabajó con un peso inicial de 1 Kg de
mora de acuerdo con la unidad experimental, luego de realizar la selección y la
obtención de la pulpa se trabajó con un peso de 820 g para la mora de castilla con
espinas y un peso de 826 g para la mora de castilla sin espinas, el rendimiento fue del
82% y 82.6% respectivamente, estas diferencias de pesos es debido al contenido de
sólidos solubles e insolubles y su tamaño que es mucho más grande para la mora de
castillas sin espinas ya que es una especie mejorada.
b) Potencial hidrogeno (pH)
El pH de la mora de castilla con espinas presentó valores más bajos en relación con
la mora de castilla sin espinas, el valor de pH en la pulpa de mora de castilla con
espinas es 3.35, y en la mora de castilla sin espinas se tiene un valor pH de 3.50.
El estado de madurez fisiológica de las variedades de mora fue escogida según la
norma NTE INEN 2427 (2010), según la escala de color entre 5 – 6 que son las más
aptas para obtener el colorante deseado. Este valor de pH nos ayuda a obtener un
color rojo intenso en el producto final.
60
La diferencia de pH es debido al contenido de solidos solubles que existen en mayor
cantidad en la mora de castilla sin espinas, por el estado de madurez fisiológica de
cada variedad, otros factores que pueden afectar los valores de pH pueden ser las
condiciones climatológicas que se presenten en el momento de realizar los análisis y
las condiciones de crecimiento de cada variedad.
c) Grados Brix (°Brix)
Se determinó la concentración de azúcares de la materia prima empleada en la
investigación, diferenciándose a la mora de castilla con espinas con menor
concentración de 9 °Brix mientras que para la mora de castilla sin espinas se obtuvo
un promedio de 11 °Brix, este rango de solidos solubles nos indica que las moras se
encuentran en un estado de madurez fisiológica apropiada ya que conforme avanza el
proceso de maduración el almidón presente en las frutas se convierte en azúcares los
que incrementan el porcentaje de °Brix en la fruta. El porcentaje de glucosa en la
fruta es importante ya que viene unido a la antocianidina para formar la antocianina.
4.2. PRODUCTO TERMINADO
La antocianina extraída de la mora de castillas se considera el producto final de la
investigación el cual se aplicó en una bebida fermentada (yogur), midiendo las
variables de respuesta descritas a continuación.
61
4.2.1. CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS.
 Color.
Tabla N° 8. Análisis de Varianza para la variable color del colorante obtenido a
partir de mora.
Fuentes de Variación
Catadores
Variedades (Factor A)
Suma de
Gl Cuadrado Razón-F Probabilidad
Cuadrados
Medio
12,3875
1
12,3875
32,91 0,000001 **
0,09
1
0,09
0,23 0,6294 NS
Métodos (Factor B)
0,36
1
0,36
0,95 0,3320 NS
Tiempos (Factor C)
1,81
1
1,81
4,80 0,0318 *
Interacción ( Variedades vs
Métodos) A×B
Interacción (Variedades vs
Tiempos) A×C
Interacción (Métodos vs
Tiempos) B×C
Interacción (Variedades vs
métodos vs tiempos) A×B×C
Error residual
Total
Media global
CV%
0,09
1
0,09
0,24 0,6242NS
0,02
1
0,02
0,06 0,8050NS
0,20
1
0,20
0,54 0,4662NS
1,81
1
1,81
4,81 0,0315*
26,7262
43,4956
3,43
17,87
71
79
0,376426
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013)
**= diferencia estadística altamente significativa
NS= Diferencia estadística no significativa.
El análisis de varianza para el color en el colorante de mora, en la valoración dada
por los catadores existe una diferencia altamente significativa ya que cada uno de los
evaluadores tienen criterios diferentes. Para el factor A y B se observa que no existe
diferencia estadística porque las variedades de mora y los métodos de extracción no
influenciaron en el proceso de obtención del colorante para la variable color,
mientras que el factor C (tiempo) y
la interacción A×B×C, existe diferencia
significativa donde el tiempo si influencio en el proceso, por la exposición al calor
del colorante durante un tiempo prolongado considerándose de esta manera al tiempo
C1 (10 horas) como aceptable para el color.
62
En el análisis de varianza para el atributo color tuvo un coeficiente de variación de
17,87% donde nos indica que existe mayor homogeneidad en los valores de las
variables utilizadas
Tabla Nº 9. Prueba de Tukey al 5% para la variable color en el factor C
(tiempos)
Fuente de Variación
Medias
Nivel de significancia
C1 (10 horas)
3,58
A
C2 (12 horas)
3,28
Gl
71
Tukey alfa
0,05
DMS
0,27355
Error
0,3764
B
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
Medias con una letra común no son significativamente diferentes (p<= 0,05)
Se aprecia que existe diferencia estadística significativa en los tiempos,
considerándose de esta manera al tiempo C1 (10 horas) como aceptable para el color.
Tabla Nº 10. Prueba de Tukey al 5% para la variable color.
Tratamientos
T3
T5
T8
T7
T1
T4
T2
T6
Código
A1B2C1
A2B1C1
A2B2C2
A2B2C1
A1B1C1
A1B2C2
A1B1C2
A2B1C2
Medias
3,80
3,74
3,47
3,40
3,40
3,33
3,33
3,00
Nivel de significancia
A
A
A
AB
AB
B
B
B
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
Mediante la prueba de Tukey al 5% para la variable color en la tabla N° 10, se puede
apreciar que matemáticamente es diferente para cada uno de los tratamientos, al igual
que estadísticamente de acuerdo con el nivel de significancia los grupos no son
63
homogéneos ya que existe diferencia entre las variedades, métodos de extracción y
tiempos de deshidratado por consiguiente el color en el producto final se notó la
influencia de cada uno de ellos. El color rojo intenso del colorante en los
tratamientos está dado por el valor de pH bajo que tiene la mora. Matemáticamente el
tratamiento T3, (A1B2C1) (Mora de castilla con espinas + Maceración + Deshidratado
10 h. 65 °C) tiene un valor de 3.80 con el de mayor puntuación, correspondiendo en
la escala de valoración de un color rojo a rojo brillante, seguido por el tratamiento T5,
(A2B1C1) (Mora de castilla sin espinas + Concentración + Deshidratado 10 h. 65 °C),
con un valor de 3.74 que corresponde a ligeramente obscura.
Gráfico Nº 4. Color, Producto terminado.
Color del colorante
Puntuación
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
T3
T5
T8
T7
T1
Tratamientos
T4
T2
T6
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
En el gráfico Nº 3, de acuerdo con los promedios de calificaciones del colorante de
mora se observa al tratamiento T3, (A1B2C1) (Mora de castilla con espinas +
Maceración + Deshidratado 10 h. 65 °C), tiene la mayor puntuación donde prevalece
en relación a los demás tratamientos con un valor de 3,80 puntos, en la que influyo
actuando en forma directa para el color en el colorante ya que a mayor tiempo de
secado existe un pardeamiento alterando sus características físicas oscureciendo la
antocianina, comparado con el tratamiento T6, (A2B1C2) (Mora de castilla sin espinas
+ Concentración + Deshidratado 12 h. 65 °C), donde su puntuación fue de 3,00
siendo el más bajo ya que se utilizó un tiempo de 12 horas para el deshidratado
produciéndose un pardeamiento del colorante.
64
Gráfico Nº 5. Interacción A×B en el variable color
Interacción A B en el Color
Puntuación
3,6
3,5
3,4
B1 (Deshidratado)
3,3
B2 (Maceración)
3,2
A1 (M.con espinas) A2 (M.sin espinas)
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
De la Interacción A×B en el color, las líneas de tendencia no presentan interacción
porque el factor A correspondiente a las variedades de mora y el factor B métodos de
extracción no influyen en la obtención del producto final.
La aplicación del método de maceración para la obtención de colorante es
inversamente proporcional a las variedades de mora propuestas en la investigación ya
que su aplicación va a decrecer con respecto a la opinión de los catadores, mientras
que la aplicación de un deshidratado se mantiene constante sin diferenciar la
variedad de mora que se utilice.
Gráfico Nº 6. Interacción A×C en el variable color.
Interacción A C en el Color
Puntuación
3,8
3,6
3,4
C1 (10 horas)
3,2
C2 (12 horas)
3
A1 (M.con espinas) A2 (M.sin espinas)
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
Se observa la interacción A×C en el color, que las líneas no presentan interacción a
pesar de que el factor C (tiempo), existe diferencia estadística significativa que incide
en el atributo color, ya que a mayor tiempo de deshidratado el color va variando de
65
rojo brillante a rojo oscuro debido al pardeamiento no enzimático que se produce al
aumentar su tiempo de deshidratado manteniendo una temperatura constante de
65ºC. La utilización de 10 horas en el proceso tiende a ser el mejor tiempo para el
deshidratado.
Gráfico Nº 7. Interacción B×C en el color
Interacción B C en el Color
Puntuación
3,8
3,6
3,4
B1 (Deshidratado)
3,2
B2 (Maceración)
3
2,8
C1 (10 horas)
C2 (12 horas)
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
Se presenta la interacción B×C en el color, las líneas de tendencia presenta una
interacción al ser inversamente proporcional el tiempo de deshidratado con los
métodos de extracción utilizados para esta investigación para lo cual el factor C con
un tiempo de 10 horas es el óptimo para la extracción del colorante natural.
Podemos evidenciar una intersección al inicio de las líneas entre los métodos de
extracción y tiempos de deshidratado utilizadas donde la maceración es el mejor
método de extracción al existir una menor disminución en comparación al
deshidratado directo aplicado en el colorante aplicando diferentes tiempos.
66
 Olor
Tabla Nº 11. Análisis de Varianza para el atributo olor del colorante de mora.
Fuentes de Variación
Suma de
Gl
Cuadrado
Cuadrados
Catadores
Razón-F Probabilidad
Medio
0,672005
1
0,672005
1,14 0,2890 NS
Variedades (Factor A)
0,24
1
0,24
0,40 0,5292NS
Métodos (Factor B)
0,50
1
0,50
0,85 0,3588 NS
Tiempos (Factor C)
0,40
1
0,40
0,68 0,4123 NS
Interacción ( Variedades vs
0,17
1
0,17
0,28 0,5955 NS
0,24
1
0,24
0,40 0,5292 NS
1,4E-03
1
1,4E-03
2,5E-03 0,9606 NS
1,17
1
1,17
1,98 0,1637 NS
41,8098
71
0,588871
45,191
79
Métodos) A×B
Interacción (Variedades vs
Tiempos) A×C
Interacción (Métodos vs
Tiempos) B×C
Interacción (Variedades vs
métodos vs tiempos) A×B×C
Error residual
Total
Media global
Cv %
3,72
20,62
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
NS = Diferencia estadística no significativa.
En el Análisis de Varianza para el olor, se observa que no existe diferencia
estadística significativa, tanto para los factores, interacciones y de igual manera en
los catadores, por cuanto los factores A (Variedades de mora), factor B (Métodos de
extracción) y factor C (Tiempos de deshidratado), con la combinación A×B, A×C,
B×C y A×B×C, no influyen en el atributo olor, ya que el olor no varía para las dos
variedades de mora, manteniendo el aroma natural del producto en todos los
tratamientos.
67
Tabla Nº 12. Prueba de Tukey al 5% para la variable olor en cada tratamiento
Tratamientos
Código
A2B1C2
A2B2C1
A2B2C2
A1B2C2
A1B1C1
A1B2C1
A1B1C2
A2B1C1
T6
T7
T8
T4
T1
T3
T2
T5
Medias
3,90
3,90
3,90
3,83
3,73
3,57
3,53
3,40
Nivel de significancia
A
A
A
A
A
A
A
A
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
Para la variable olor aplicando la prueba de Tukey al 5% se evidencia que no existe
diferencia estadística significativa en los tratamientos, pero se ha considerado al de
mayor valor numérico referente al olor, llegando a ser de esta manera los
tratamientos T6, (A2B1C2) (Mora de castilla sin espinas + Concentración +
Deshidratado 12 h. 65 °C), T7, (A2B2C1) (Mora de castilla sin espinas + Maceración
+ Deshidratado 10 h. 65 °C) y T8, (A2B2C2) (Mora de castilla sin espinas +
Maceración + Deshidratado 12 h. 65 °C), con los de mayor puntuación de 3.90
correspondiente según la tabla de atributos a agradable, para el nivel de significancia
estadísticamente todo el grupo es homogéneo como se dijo anteriormente ya que el
olor o aroma de la mora no se alteró durante el proceso, por lo que se demuestra que
los tiempos y temperatura usados no volatilizaron el aroma propio de la mora.
Gráfico Nº 8. Olor, Producto terminado.
Puntuación
Olor del colorante
4,00
3,80
3,60
3,40
3,20
3,00
T6
T7
T8
T4
T1
Tratamientos
T3
T2
T5
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
68
En el gráfico Nº 8, se puede observar que el T6, (A2B1C2) (Mora de castilla sin
espinas + Concentración + Deshidratado 12 h. 65 °C), T7, (A2B2C1) (Mora de castilla
sin espinas + Maceración + Deshidratado 10 h. 65 °C) y T8, (A2B2C2) (Mora de
castilla sin espinas + Maceración + Deshidratado 12 h. 65 °C), presentan la mayor
calificación de 3,90 puntos, en el atributo olor cada uno de los tratamientos
mantienen el mismo olor ya que no se altera durante el proceso de extracción, según
dado el valor anteriormente de 3,90 corresponde a agradable con un olor
característico de la mora. Mientras que el tratamiento T5, (A2B1C1) (Mora de castilla
sin espinas + Concentración + Deshidratado 10 h. 65 °C) obtuvo el menor puntaje
correspondiente a una valoración de 3.40.
Gráfico Nº 9. Interacción A×B de la variable olor.
Interacción A B en el Olor
4
Puntuación
3,9
3,8
3,7
B1 (Deshidratado)
3,6
B2 (Maceración)
3,5
3,4
A1 (M.con espinas) A2 (M.sin espinas)
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
Se observa la interacción del Factor A (Variedades de mora) con el factor B
(Métodos de extracción), donde no existe ningún cruce entre el factor A y el factor B
indicando la no influencia de las Variedades de mora y los Métodos de extracción en
el atributo olor en el colorante.
Las líneas correspondientes a la maceración y deshidratado mantiene una tendencia
semi paralela sin interactuar entre ellas y asciende conforme se incrementa el tiempo
de maceración y deshidratado para cada variedad de mora empleada en la siguiente
investigación.
69
Gráfico Nº 10. Interacción A×C de la variable olor.
Interacción A C en el Olor
Puntuación
4
3,9
3,8
C1 (10 horas)
3,7
C2 (12 horas)
3,6
3,5
A1 (M.con espinas)
A2 (M.sin espinas)
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
La interacción del factor A (Variedades de mora) con el factor C (Tiempos de
deshidratado), no existe ningún cruce entre el factor A y el factor C indicando la no
influencia de las variedades de mora y los tiempos de deshidratado en el atributo olor
manteniendo las características naturales del producto.
En el gráfico Nº 10, se observa que a un tiempo de 10 horas aplicadas para extraer el
colorante se mantiene en línea recta, mientras que a 12 horas asciende el cual causa
el aumento de la concentración en las sustancias volátiles del aroma y olor de la
mora.
Gráfico Nº 11. Interacción B×C del atributo olor.
Puntuación
Interacción B×C en el Olor
3,9
3,8
3,7
3,6
3,5
3,4
B1 (Deshidratado)
B2 (Maceración)
C1 (10 horas)
C2 (12 horas)
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
Se presenta la interacción del factor B (Métodos de extracción) con el factor C
(Tiempos de deshidratado), donde no existe ninguna intersección entre el factor B y
70
el factor C, al no existir una diferencia estadística no significativa indicando la no
influencia de los métodos de extracción y los tiempos de deshidratado en el atributo
olor del colorante de mora.
Existiendo un ascenso de las líneas de tendencia mientras mayor sea el tiempo que se
aplique en la maceración y en el deshidratado, permitirá el cambio de color y
concentrando las sustancias volátiles que se encuentran en la mora, favoreciendo al
aroma y olor característico.
Textura
Tabla Nº 13. Análisis de Varianza para textura del colorante de mora.
Fuentes de Variación
Catadores
Suma de
Gl Cuadrado
Razón-F Valor-P
Cuadrados
Medio
7,03287
1
7,03287
15,59 0,0002 **
Variedades (Factor A)
0,03
1
0,03
0,07 0,7856 NS
Métodos (Factor B)
0,07
1
0,07
0,15 0,7029 NS
Tiempos (Factor C)
1,4E-03
1
0,87
1
0,87
1,93 0,1693 NS
0,31
1
0,31
0,69 0,4098 NS
0,01
1
0,01
0,03 0,8682 NS
1,36 0,2478 NS
1,4E-03 3,2E-03 0,9550 NS
Interacción ( Variedades vs
Métodos) A×B
Interacción (Variedades vs
Tiempos) A×C
Interacción (Métodos vs
Tiempos) B×C
Interacción (Variedades vs
métodos vs tiempos) A×B×C
Error experimental
0,61
1
0,61
32,0192
71
0,450975
Total
40,9577
79
Media global
Cv %
3,72
18,05
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
**= Diferencia estadística altamente significativa.
NS= Diferencia estadística no significativa.
En el Análisis de Varianza para la textura (granulosidad) del colorante de mora, se
aprecia que en los tratamientos y las interacciones existe diferencia estadística no
71
significativa, mientras que para los catadores se observa una diferencia altamente
significativa, deduciéndose que para cada catador la textura o granulosidad de los
tratamientos es diferente, esto debido a la utilización de un mortero para el
pulverizado del colorante donde no fue el mismo porque no se ejerció la misma
fuerza para cada uno de los tratamientos, al momento de aplicar en el yogur este
debido al tamaño de las partículas permitió disolverse y formar una mezcla
homogénea.
Tabla Nº 14. Prueba de Tukey al 5% para la variable textura del colorante.
Tratamientos
T1
T7
T8
T6
T2
T4
T3
T5
Códigos
A1B1C1
A2B2C1
A2B2C2
A2B1C2
A1B1C2
A1B2C2
A1B2C1
A2B1C1
Medias
4,00
3,83
3,80
3,80
3,67
3,60
3,53
3,53
Nivel de significancia
A
A
A
A
A
A
A
A
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
En la tabla Nº 14, de la prueba de Tukey al 5% en la textura del colorante natural de
mora se aprecia estadísticamente un solo grupo homogéneo ya que la textura o
granulosidad del colorante son semejantes en cada uno de los tratamientos, pero
numéricamente el tratamiento T1, (A1B1C1) (Mora de castilla + Concentración +
Deshidratado 10 h. 65 °C), es el de mayor puntaje con respecto a los demás
tratamientos con un valor de 4,00 que corresponde a una granulosidad fina, seguido
por el tratamiento T7, (A2B2C1) (Mora de castilla sin espinas+ Maceración +
Deshidratado 10 h. 65 °C) con un valor de 3,83, las diferencias en la aceptación del
colorante por parte de los catadores en el atributo textura o granulosidad es mínima
ya que cada tratamiento debido a la aplicación de diferente fuerza en el pulverizado
en cada uno de los tratamientos y en el tamizado donde pudieron haber pasado
partículas que perjudican la opinión de los catadores con respecto a la textura del
colorante natural en polvo obtenido.
72
Gráfico Nº 12. Textura, Producto terminado
Textura del colorante
Puntuación
4,20
4,00
3,80
3,60
3,40
3,20
T1
T7
T8
T6
T2
Tratamientos
T4
T3
T5
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
En el gráfico N° 12, se muestra los puntajes de cada tratamiento, correspondiendo a
la barra de mayor puntaje al tratamiento T1, (A1B1C1) (Mora de castilla con espinas +
Concentración + Deshidratado 10 h. 65 °C) con una calificación de 4,00 puntos que
corresponde a una granulosidad fina en relación a los demás niveles utilizados en la
presente investigación comparado con el tratamiento T5, (A2B1C1) (Mora de castilla
sin espinas + Concentración + Deshidratado 10 h. 65 °C) con un valor de 3,53 siendo
el de menor puntaje correspondiente a una granulosidad gruesa. Aquí la solubilidad
del colorante depende de la fineza en la que se encuentre el colorante ya que a mayor
fineza se disuelve mucho más rápido en el líquido (yogur).
Gráfico Nº 13. Interacción A×B en la textura
Puntuación
Interacción A B de la textura
3,9
3,8
3,7
3,6
3,5
3,4
B1 (Deshidratado)
B2 (Maceración)
A1 (M.con
espinas)
A2 (M.sin
espinas)
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
73
En el gráfico N° 13, se presenta la interacción al final de las líneas de tendencia
existentes entre el Factor A (variedades de mora) con el Factor B (métodos de
extracción), observándose claramente la diferencia altamente significativa por el
cruce de líneas, incidiendo las variedades de mora y métodos de extracción en el
atributo textura del colorante de mora.
La aplicación de un deshidratado directo es inversamente proporcional a la
aplicación de una maceración para la obtención del colorante natural de mora, a
diferencia de la maceración ya que su empleo en el proceso asciende su valoración al
cambiar de la variedad de mora de castilla con espinas a la variedad de mora de
castilla sin espinas.
Gráfico Nº 14. Interacción A×C en la textura
Interacción A C de la Textura
Puntuación
3,9
3,8
3,7
C1 (10 horas)
3,6
C2 (12 horas)
3,5
A1 (M.con espinas)
A2 (M.sin espinas)
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
En el gráfico N° 14, se presenta la interacción que existe entre el Factor A
(Variedades de mora) con el Factor C (Tiempos de deshidratado), observando que no
existe ningún cruce entre los factores del atributo textura (granulosidad) del colorante
de mora.
Entre las líneas de tendencia se observa que existe un paralelismo entre el tiempo de
deshidratado y las variedades de mora empleadas, mientras se aplica un mayor
tiempo se incrementa la aceptabilidad con respecto a la textura ya que nos ayuda al
proceso de pulverizado y tamizado, si se incrementa la exposición al calor por un
tiempo prolongado vamos a tener un producto desfavorable para nuestra
investigación.
74
Gráfico Nº 15. Interacción B×C en la textura
Interacción B C de la Textura
Puntuación
3,8
3,75
B1 (Concentración)
3,7
B2 (Maceración)
3,65
3,6
C1 (10 horas)
C2 (12 horas)
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
En el gráfico N° 15, se presenta la interacción que existe entre el Factor B (Métodos
de extracción) con el Factor C (Tiempos de deshidratado), observando que no existe
ninguna intersección entre los factores del atributo textura (granulosidad) del
colorante de mora al igual que en el gráfico anterior.
En la interacción B×C se observa una correlación entre estos dos factores donde se
reduce la aceptabilidad del colorante conforme aumenta las horas de deshidratado
empleados, disminuyendo mayoritariamente
al
aplicar una maceración
deshidratado por 12 horas.
75
y
 Aceptabilidad del colorante en el yogur
Tabla Nº 16. Análisis de Varianza para aceptabilidad del yogur.
Fuentes de Variación
Catadores
Variedades (Factor A)
Suma de
Gl Cuadrado
Razón-F Probabilidad
Cuadrados
Medio
0, 278391 1
0,278391
0,63 0,4286 NS
1,3E-06
1
1,3E-06 2,8E-06 0,9987 NS
Métodos (Factor B)
1,60
1
1,60
3,64 0,0604 NS
Tiempos (Factor C)
0,02
1
0,02
0,05 0,8231 NS
Interacción ( Variedades vs
0,20
1
0,20
0,45 0,5031 NS
0,05
1
0,05
0,12 0,7330 NS
0,09
1
0,09
0,20 0,6562 NS
0,01
1
0,01
0,01 0,9077 NS
Error Experimental
31,1877 71
0,439264
Total
33,4314 79
Métodos) A×B
Interacción (Variedades vs
Tiempos) A×C
Interacción (Métodos vs
Tiempos) B×C
Interacción (Variedades vs
métodos vs tiempos) A×B×C
Media Global
Cv %
3,96
16,74
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
NS= Diferencia estadística no significativa.
Para el Análisis de Varianza de la Aceptabilidad del colorante en el yogur, se observa
que no existe diferencia estadística significativa, tanto para los factores, interacciones
y de igual manera en los catadores, por cuanto los factores A (Variedades de mora),
factor B (Métodos de extracción) y factor C (Tiempos de deshidratado) con la
combinación A×B, A×C, B×C y A×B×C no influyen en el atributo aceptabilidad por
lo que no altera las características organolépticas, favoreciendo o realzando sus
atributos como color y olor, comparado con el yogur comercial son similares al
76
yogur de tipo I aceptando de esta forma la aplicación de un aditivo natural en el
yogur.
Tabla Nº 16. Prueba de Tukey al 5 % para la variable aceptabilidad del yogur
en el colorante.
Tratamientos
T7
T8
T4
T3
T2
T6
T1
T5
Códigos
A2B2C1
A2B2C2
A1B2C2
A1B2C1
A1B1C2
A2B1C2
A1B1C1
A2B1C1
Medias
4,20
4,10
4,04
4,03
3,93
3,80
3,80
3,73
Nivel de significancia
A
A
A
A
A
A
A
A
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
Para la prueba de Tukey al 5% realizado para la aceptabilidad del colorante natural
aplicado en el yogur, se observa que no existe diferencia estadística significativa en
los tratamientos para el nivel de significancia, pero se ha considerado el mayor valor
numérico para la aceptabilidad, llegando a ser de esta manera el T7, (A2B2C1) (Mora
de castilla sin espinas + Maceración + Deshidratado 10 h. 65 °C), presentando una
calificación de 4,20 que corresponde a agradable de acuerdo con la escala presentada
en las hojas de catación, no existe nivel de significancia estadísticamente ya que es
un grupo homogéneo, pero si numéricamente ya que la puntuación dada por los
catadores varían por su apreciación diferente en cada tratamiento.
Gráfico Nº 16. Aceptabilidad, Producto terminado.
Puntuación
Aceptabilidad del yogur
4,40
4,20
4,00
3,80
3,60
3,40
T7
T8
T4
T3
T2
T6
Tratamientos
T1
T5
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
77
En el grafico N° 16, la barra de mayor puntaje corresponde al tratamiento T7,
(A2B2C1) (Mora de castilla sin espinas + Maceración + Deshidratado 10 h. 65 °C),
con una puntuación de 4,20 al utilizar los factores anteriormente descritos se obtuvo
un colorante con un alto nivel de pureza, seguido por la barra que corresponde al
tratamiento T8, (A2B2C2) (Mora de castilla sin espinas + Maceración + Deshidratado
12 h. 65 °C), con un valor de 4,10. Mientras tanto el tratamiento T5 (A2B1C1) (Mora
de castilla sin espinas + Concentración + Deshidratado 10 h. 65 °C), siendo el de
menor puntaje de acuerdo con la tabla N° 16, esto es debido a la apreciación
diferente por parte de los catadores.
Gráfico Nº 17. Interacción A×B en la Aceptabilidad del yogur
P
u
n
t
u
a
c
i
ó
n
Interacción A×B de la aceptabilidad
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
En el gráfico N° 17, se presenta la interacción que existe entre el Factor A
(variedades de mora) con el Factor B (métodos de extracción), observándose
claramente la diferencia significativa por la intersección que se presenta, incidiendo
las variedades de mora con los método de extracción en el atributo aceptabilidad para
la obtención de colorante natural. Como se observa en el gráfico al utilizar la
variedad de mora de castilla sin espinas con una maceración de 72 horas será el
mejor que al utilizar mora de castilla con espinas y un deshidratado directo.
78
Gráfico Nº 18. Interacción A×C en la Aceptabilidad del yogur
P
u
n
t
u
a
c
i
ó
n
Interacción A×C de la aceptabilidad
C1 10 horas
C2 12 horas
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
En el grafico N° 18, se presenta la interacción que existe entre el Factor A
(variedades de mora) con el Factor C (tiempos de deshidratado), donde no existe
significancia al no existir una intersección entre las líneas para la obtención de
colorante natural. Se puede observar claramente que la aplicación de los dos tiempos
de 10 y 12 horas es inversamente proporcional a las variedades de mora empleadas
ya que a mayor tiempo de exposición para el deshidratado decrece la opinión de los
catadores afectando al producto final.
Gráfico Nº 19. Interacción B×C en la Aceptabilidad del yogur
P
u
n
t
u
a
c
i
ó
n
Interacción B×C de la aceptabilidad
C1 10 horas
C2 12 horas
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
Grafico N° 19, se presenta la interacción que existe entre el Factor B (métodos de
extracción), y Factor C (Tiempos de deshidratado), observándose que al igual que en
el gráfico anterior no existe diferencia significativa, en la cual no incide los métodos
79
de extracción con los tiempos de deshidratado en el atributo aceptabilidad para la
obtención de colorante natural.
Para el método de maceración la línea se mantiene constante y para el deshidratado
existe un mínimo ascenso aplicando un deshidratado por un tiempo de 12 horas.
De acuerdo a los resultados de los análisis sensoriales y organolépticos realizados y
tomando en cuenta los factores de estudio en la presente investigación, considerando
los factores color, olor y textura como importantes para la determinación del mejor
tratamiento mediante la aceptabilidad, ya que es una variable dependiente de los
demás factores de estudio; se considera como mejor tratamiento al T7, (A2B2C1)
(Mora de castilla sin espinas + Maceración + Deshidratado 10 h. 65 °C) siendo
atributo sensorial importante, la aceptabilidad se puede decir que es una recopilación
de las características evaluadas, habiendo incidido la utilización de mora de castilla
sin espinas, una maceración y un tiempo de 10 horas para la extracción del colorante
natural de mora (antocianina).
Aclarando también, que los otros atributos analizados como color, olor y textura
presentan valores similares en los tratamientos y no existen diferencias
considerables. En tal virtud, se selecciona como mejor tratamiento al T7, (A2B2C1)
(Mora de castilla sin espinas + Maceración + Deshidratado 10 h. 65 °C), ya que
posee la mayor valoración en el atributo aceptabilidad con una ponderación de 4,20
puntos.
80
4.3. Analisis de Correlación y Regresion simple
El valor de Y priorizado es la Aceptabilidad del yogur y el de X son las
características restantes.
Tabla N° 17. Analisis de correlación.
Coeficiente de
Correlación (r)
Coeficiente de
Regresión (b)
0,6977561
0,70
45,79
Olor
-0,04667
0,16
0,22
Textura
0,437206
0,41
19,11
Aceptabilidad
Color
Coeficiente de
Determinación (R%)
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
4.3.1.
Coeficiente de correlación (r)
En la tabla N° 17, se indica el análisis de las variables cualitativas de los 3 atributos
analizados y tomando como prioritario a la aceptabilidad, éste análisis nos ayudan a
determinar la relación que existe entre el color, olor y textura, mediante el análisis de
correlación y regresión. Se observa, que existe correlación entre la variable color
(0,70), este atributo sensorial fue incidente en la calificación otorgada por los
catadores, debido a que el color predominante caracterizaron al producto en estudio.
4.3.2.
Coeficiente de Regresión (b)
Las variables que incrementaron la aceptabilidad fueron: el color, olor y textura del
colorante, es decir que, las variedades de mora y métodos de extracción utilizados en
la obtención de colorante natural de mora influyen en la aceptación del producto.
4.3.3.
Coeficiente de Determinación (R%)
De acuerdo al análisis estadístico se obtuvo un 45,79 % de coeficiente de
determinación que corresponde a la variable color, es decir que el atributo color
influye en la aceptabilidad del colorante aplicado a una bebida fermentada (yogur)
por parte de los catadores.
81
4.4. ANÁLISIS FÍSICO QUÍMICOS EN EL PRODUCTO TERMINADO
Tabla Nº 18. Análisis de pH en los tratamientos.
Tratamientos
Resultados de pH (medias)
Norma permitida
A1B1C1
3,41
A1B1C2
3,49
A1B2C1
3,43
A1B2C2
3,42
NTE INEN 389
NTE INEN 783
A2B1C1
3,47
(3,3 – 3,5)
A2B1C2
3,45
A2B2C1
3,43
A2B2C2
3,43
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
Los análisis de pH en los tratamientos aplicando en método NTE INEN 783, donde
los valores se encuentran dentro de los rangos que permite la norma NTE INEN 389,
que va desde 3,3 a 3,5 para colorante antocianina ya que si se obtiene valores altos de
pH su color tiende a tornarse un tanto azul.
Tabla Nº 19. Análisis de pesos en los tratamientos.
Tratamientos
Resultados de pesos (medias) (g)
A1B1C1
47,5
A1B1C2
48,0
A1B2C1
44.5
A1B2C2
43.5
A2B1C1
46,0
A2B1C2
46,5
A2B2C1
44,3
A2B2C2
43,0
Norma permitida
NTE INEN 2074
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
82
Analizando el peso en los tratamientos, el T2, (A1B1C2) (Mora de castilla con espinas
+ Concentración + Deshidratado 12 h. 65 °C) es el mejor en rendimiento ya que su
valor es el más alto con 48 gramos. Seguido por el tratamiento T1, (A1B1C1) (Mora de
castilla con espinas + Concentración + Deshidratado 10 h. 65 °C), con un valor de
47,5 gramos.
Tabla Nº 20. Análisis de humedad en los tratamientos.
Tratamientos
Resultados de humedad (medias) (%)
A1B1C1
6,43
A1B1C2
6,12
A1B2C1
6,43
A1B2C2
5,95
A2B1C1
6,35
A2B1C2
5,79
A2B2C1
5,80
A2B2C2
5,56
Norma permitida
NTC 409
(5 – 6,5)
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
En el análisis de humedad de la tabla N° 20, se observa que mayor humedad tiene el
T1, (A1B1C1) (Mora de castilla con espinas + Concentración + Deshidratado 10 h. 65
°C) y T3, (A1B2C1) (Mora de castilla con espinas + Maceración + Deshidratado 10 h.
65 °C), esto debido a los procesos de sometimiento leve de deshidratación, al
compararlo con la norma permitida NTC 409 encontrándose entre 3 y 6% , se puede
adicionar que nuestros resultados están dentro y un tanto elevados de acuerdo a lo
permitido por la norma.
83
Tabla Nº 21. Análisis microbiológicos en el producto terminado.
ANÁLISIS BROMATOLÓGICO
Muestra
Colorante natural de mora
Código
Resultado
Mr1
pH
Humedad
3,43
5,80%
INEN 783
Método
Balanza det. de humedad,
Methel;(AOAC,24,003)
ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO
COLIFORMES
TOTALES
Muestra
Código
Colorante natural de mora
Mr1
MOHOS
Resultado
Método
Ausencia
110 UFC/g
ISO 7954. Método de
Recuento de mohos NF
Rutina NF V08-050
V 08-059, ISO 7954
LEVADURAS
Muestra
Código
Resultado
Colorante natural de mora
Mr1
Ausencia
Recuento de levaduras
Método
NF V 08-059. ISO
7402
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
En la tabla N° 21, se aprecia los resultados de las pruebas microbiológicas aplicadas
al T7, (A2B2C1) (Mora de castilla sin espinas + Maceración + Deshidratacion de 10
horas a 65 °C), indicando el cumplimiento de los requisitos microbiológicos
encontrándose en un rango óptimo establecido en la Norma Tecnica Colombiana
NTC ICONTEC 409 y 440 para colorante natural (antocianina) y de acuerdo a los
análisis es apto para el consumo humano.
84
4.4.1. ESPECTROFOTOMETRIA
Evaluación espectrofotométrica del contenido de antocianinas en el colorante
obtenido
Para calcular la concentración de antocianinas en el extracto crudo se utilizó la Ley
de Beer Lambert. Se hizo una dilución acuosa del extracto obtenido (1 g en 100 ml
de agua destilada) y se determinó la absorbancia en un espectrofotómetro a la
longitud de onda de máxima absorción para antocianinas, y se expresó en gramos de
cianidina -3- glucósido /Kg de pulpa de mora de Castilla (Rubus Glaucus benth).
Las cuales se leyeron junto con el extracto de antocianinas, en un espectrofotómetro
GENESYS 10 a una longitud de onda de 500, 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570,
580, (Gomara, F. 2004), y por la utilización de la fórmula de Beer Lambert se
determinó la concentración de antocianinas en la muestra expresada como g de
cianidina -3- glucósido /Kg de pulpa de mora Rubus Glaucus benth (Xueming, L.
2004).
Se encontró que el extracto metanólico de mora de castilla sin espinas presenta un
contenido de antocianinas de 1,578 g/kg de pulpa; reportado como cianidina -3glucósido (Gráfico Nº 20), que según estudios realizados por Xueming Liu, en 2004,
es la antocianina mayoritaria en mora.
El contenido de antocianinas totales encontrado en el extracto de mora de Castilla
(Rubus Glaucus benth), 1,578 g/kg cianidina-3-glucósido, comparado con estudios
realizados en América del sur, que reportan valores de 1,100 g/Kg (Moreno, A.
2002).
Estas variaciones en el contenido total de antocianinas en frutos de mora se deben al
clima, la altura, el área de producción y la especie que se trabaje.
Los resultados obtenidos permiten inferir que este extracto presenta una importante
capacidad colorante y antioxidante.
85
En el gráfico Nº 20 se muestra el espectro de absorción del colorante natural de
mora, en donde se observaron dos longitudes de máxima absorbancia, una a 500 nm
y la otra a 570 nm. Estos dos valores de máxima absorbancia se ha reportado que son
característicos de cianidina -3- glucósido, respectivamente (Bilyk, A. 2000).
La proporción de antocianinas individuales se calculó a partir de las contribuciones
de las áreas de los picos con respecto al total de antocianinas en el estándar.
Gráfico Nº 20. Espectrofotometría de la antocianina en la mora y sus estándares.
86
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
La cromatografía líquida (HPLC), es una técnica utilizada para separar los
componentes de una mezcla. Consiste en una fase estacionaria no polar (columna) y
una fase móvil. La fase estacionaria es sílica que se ha tratado con RMe2 SiCl .
La fase móvil actúa de portador de la muestra. La muestra en solución es inyectada
en la fase móvil. Los componentes de la solución emigran de acuerdo a las
interacciones no-covalentes de los compuestos con la columna. Estas interacciones
químicas, determinan la separación de los contenidos en la muestra.
La utilización de los diferentes detectores dependerá de la naturaleza de los
compuestos a determinar.
Para la comparación de las diferentes técnicas aplicadas en esta investigación nos da
como resultado que existe igualdad en cuanto a la espectrofotometría y una
cromatografía liquida de alta resolución en la que se encuentran la cianidina-3glcosido en los picos 514, 518, 520 (nm).
87
4.4.2. CROMATOGRAFIA DE PAPEL
El cromatograma obtenido revela la existencia de compuestos coloreados en el
extracto, evidenciándose por la aparición de la mancha superior de color rojizo
(Gráfico N° 21), que se pudo observar a simple vista; de acuerdo con la clasificación
por color esta mancha cromatografía corresponde a las antocianinas (cianidina-3glucósido), flavonoides responsables de los colores de flores, hojas y frutas, entre las
cuales se encuentra la mora de castilla Rubus Glaucus benth. (Xueming, L. 2004).
En la cromatografía de papel (Gráfico Nº 21), se puede apreciar que la composición
de la fracción roja (antocianina, cianidina -3- glucósido) que es el pigmento que se
han encontrado en mayor proporción, se determinó la cantidad de antocianina
mediante la distancia recorrida tanto del colorante como del solvente.
Gráfico Nº 21. Cromatografía de papel
Cromatografía de papel (Muestra A2B2C1, Mora de castilla sin espinas + Maceración +
Deshidratado 10 h. 65 °C)
88
Rf = longitud compuesto / longitud eluyente
Muestras Distancia recorrida por la
mezcla eluyente
Distancia recorridas
Rf de las
por las muestras
muestras
Etanol
13,0 cm
8,5 cm
0,653
Metanol
13,0 cm
6,0 cm
0,461
8,0 cm
3,0 cm
0,375
Agua
Fuente: (Lock, O. 2000).
La distribución de las antocianinas basadas en su composición ocurre más
frecuentemente en aproximadamente el 50% con cianidina, con 12% para
pelargonidina y delfinidina, y 7% para petunidina y malvidina.
Para glicósidos, los 3 – glicósidos tienen una ocurrencia 2.5 veces mayor que los 3,5
– diglicosidos, siendo el más común el cianidina -3- glucósido.
89
4.4.3. ANÁLISIS ECONÓMICO
CONCEPTO
Costo de Fabricación
Materia Prima e
Insumos
Mora de castilla sin
espinas
Alcohol
Energía
Platos desechables
Cantidad
Costo
1 kg
2.00
1 lt
2.90
4 KW
0.16
1 paquete
0.50
1
0.60
Envases
Subtotal
6.66
Costo administrativo
0.66
Subtotal
7.32
10% depreciación
0.73
Total
8.05
Costo de fabricación
10.00
Utilidad
1.95
Beneficio/costo
0.24
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
En la tabla Nº 22, de la relación Beneficio Costo del mejor tratamiento del colorante
natural de mora, se observa que al vender el producto a 10 USD, la relación beneficio
costo es de 1.95 USD, mientras que considerando la unidad de inversión para
verificar el nivel de ganancia por cada dólar invertido se aplicó la ecuación siguiente:
Es decir un beneficio/costo que por cada dólar invertido se obtiene una ganacia de
0,24 USD, por cada 50 g de producto vendido.
90
5. VERIFICACION DE HIPOTESIS
Para la siguiente investigación se plantearon las siguientes hipótesis:
H0: En la extracción del colorante de dos variedades de mora y su utilización como
sustituto en el yogur no altera las características organolépticas y de calidad del
producto final.
H1: En la extracción del colorante de dos variedades de mora y su utilización como
sustituto en el yogur altera las características organolépticas y de calidad del
producto final.
Para la verificación de hipótesis, se realizó una compracion entre los valores Razón-F
o Fisher calculado del análisis de varianza para la aceptabilidad del colorante natural
y su aplicación en el yogur natural, con el valor de F tabulados en tablas de Fisher,
para poder aceptar la hipótesis nula y si se rechaza, aceptar la hipótesis alterna.
Tabla Nº 23. Valores de Fisher comparativos del análisis de varianza para la
aceptabilidad del colorante y su aplicación en el yogur natural.
Determinación
Factor A
Razón-F
2,8
Valor F tablas
3,978
Factor B
3,64
3,978
Factor C
0,05
3,978
Interaccion A×B
0,45
3,978
Interaccion A×C
0,12
3,978
Interaccion B×C
0,20
3,978
Interaccion A×B×C
0,01
3,978
Fuente: (Investigación de campo. Cruz, E. García, A. 2013).
91
Para la verificación de hipótesis con un nivel de confianza del 95%, podemos
observar que no existe diferencia significativa para los factores A, B, C y las
interacciones A×B, A×C, B×C y A×B×C, por lo cual se acepta la hipótesis nula (Ho),
ya que el valor de Razón - F o Fisher calculado es mayor al valor de Fisher tabulado
en cada uno de los casos detallados en la tabla anteriormente descrita.
Con lo cual se comprueba que la aplicación del colorante natural de mora en yogur
natural no altera sus características organolépticas y calidad del producto final siendo
similar a la coloración de los productos comerciales que utilizan colorantes
sintéticos. Realizamos una comparación con una marca comercial “El Ranchito”
observando una coloración semejante al producto que utiliza colorante natural, las
diferentes coloraciones de algunas de las marcas de yogur que utilizan colorante
artificial es fuerte y concentrado o débil.
92
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1. CONCLUSIONES
Una vez realizado el proceso de la elaboracion del colorante natural de mora y su,
bromatologicos, microbiologicos, organolepticos y economico se obtuvo las
siguientes concluciones.

La mora de castilla sin espinas (Rubus Glaucus) fue considerada como la mejor
variedad para la extracción de colorante natural ya que presento mayor cantidad
de antocianina mediante los análisis realizados como la espectrofotometría al
igual que en la aplicación en el yogur con un poder colórico mayor a la variedad
de mora de castillas con espinas.

Los métodos de extracción aplicados para la obtención del colorante natural
fueron la deshidratación y maceración, considerando a la maceración como el
mejor método de extracción utilizando como agente extractante alcohol al 96°
acidificado al 1% con ácido cítrico lo cual le permite a la mora trasmitir los
compuestos antocianicos al solvente para luego realizar una separación del
solvente y una deshidratación para la obtención de un producto en polvo.

El tiempo de deshidratado utilizado para la presente investigación fue de 10 y 12
horas con una temperatura de 65 °C donde, datos reportados en la investigación
nos da como el mejor tiempo de 10 horas con una temperatura de 65 °C,
manteniendo sus características organolépticas

El análisis físico químico de cada uno de los tratamientos por unidad
experimental fueron: índice de madurez fisiológica que se determinó por
inspección visual de color que estuvo entre 5 y 6 según la norma NTE INEN
2427, °Brix que se obtuvo entre 9 de la mora de castilla con espinas y 11 para la
mora de castilla sin espinas de acuerdo con la norma NTE INEN 380 y pH con
3,5 para las dos variedades de mora de acuerdo con la norma NTE INEN 389 de
93
3,3 a 3,5, concluyendo que la materia prima para esta investigación estuvo
acorde con la normativa establecida.

Refiriéndonos al peso de colorante natural para la determinación del rendimiento
para cada unidad experimental, donde el tratamiento T2, (A1B1C2) (Mora de
castilla + Concentración + Deshidratado 12 h. 65 °C), presenta un peso de 48
gramos seguido por el tratamiento T1, (A1B1C1) (Mora de castilla +
Concentración + Deshidratado (10 h. 65 °C), con un 47.5 gramos con estos datos
se puede indicar que no existe mucha la diferencia en estos pero si con el ultimo
rendimiento que es el tratamiento T8, (A2B2C2) (Mora de castilla sin espinas +
Maceración + Deshidratado (12 h. 65 °C), con 43 gramos.

Se determinó que existe diferencia significativa entre los tratamientos,
determinando en forma numérica el T7, (A2B2C1) (Mora de castilla sin espinas +
Maceración + Deshidratado 10 h. 65 °C), con 4.20 en promedio entre las
características organolépticas y sensoriales evaluadas (color, olor textura o
granulosidad y aceptabilidad), basándonos en la escala de Emma Wittig de
Penna Año 2001 (1 a 5) se logró determinar que el producto es aceptable.

El producto final obtenido del mejor tratamiento T7, (A2B2C1) (Mora de castilla
sin espinas + Maceración + Deshidratado 10 h. 65 °C) se analizó los siguientes
datos: pH en la que tenemos 3,43 realizado bajo la norma INEN 783, la
humedad se encuentra en 5,80 % la cual se encuentra dentro de la norma NTE
INEN 2074 la cual está en un rango de 3,5% a 5,6% del producto final y el °Brix
está entre 9 y 11 realizado bajo la norma NTC 409, cada una de estas pruebas se
realizó en el laboratorio del SENACYT de la Universidad Estatal de Bolívar al
igual que los análisis microbiológicos encontrándose levaduras (ausencia),
coliformes totales (ausencia), coliformes fecales (ausencia), mohos (110 UFC/g)
encontrándose dentro del rango establecido en la Norma Tecnica Colombiana
NTC ICONTEC 409 y 440 para colorante natural (antocianina)
94

En la extracción del colorante se obtuvo un producto en polvo de color rojizo,
semejante al color original del fruto, se utilizó el método de maceración y
deshidratado el cual resultó ser el más apropiado debido a que no se observaron
cambios en el color, y la textura del polvo fue adecuada. Mejorando
sus
características físicas en el producto aplicado.

En cuanto al análisis económico para el colorante natural de mora del mejor
tratamiento T7, (A2B2C1) (Mora de castilla sin espinas + Maceración +
Deshidratado 10 h. 65 °C), que mostro un total de egresos de 8.05 USD al
mismo que se le añadió un 12% resultando un precio de comercialización de
10.00 USD en la cual se obtiene una ganancia de 1.95 USD por cada 50g, de
producto vendido. Obteniendo un beneficio-costo de 0,24 USD por cada dólar
invertido.
95
6.2. RECOMENDACIONES
Tomando en cuenta que el presente trabajo de investigación está enfocado a un
producto novedoso nos permitimos recomendar lo siguiente:
 Utilizar la variedad de mora de castilla sin espinas (Rubus Glaucus) que se
encuentre próximo a la completa madurez fisiológica, lo cual permite un
rendimiento óptimo en la extracción del colorante, ya que presenta mayor
cantidad de antocianinas que aparecen cerca de la maduración.
g
 El tiempo óptimo para la extracción de antocianina (colorante) es de 10 horas a

una temperatura constante de 65 °C, el cual mantiene el color y olor característico
de la fruta, si se somete a mayor tiempo se puede dar lugar al oscurecimiento no
enzimático o reacciones de Maillard, además de oxidación que puede propiciar
cambios de color.

g
k
 Mediante maceración se obtuvo un producto en polvo de color rojizo, semejante al
color original del jugo, este método resultó ser el más apropiado debido a que no
se observaron cambios en el color.

h
 En la extracción del colorante natural debe tener en cuenta varios factores, entre
ellos, el pH, ya que de este factor dependerá el color del producto final, también
se debe utilizar envases de vidrio de color ámbar debido a que la antocianina
presente en el colorante natural es fotosensible y puede perder el color propio del
colorante.

h
 Para la conservación del colorante natural resulta conveniente tener cuidado
durante el manejo y almacenamiento del producto en polvo obtenido por ser
altamente higroscópico, y así evitar la formación de grumos por el aumento de la
humedad.

a
h
 Para eliminar el alcohol presente en el extracto obtenido mediante maceración se
debe utilizar un rotavapor a una temperatura relativamente baja a fin de que el
96
colorante natural no pierda el color. Generalmente, la evaporación deja el
alimento dos o tres veces más concentrado que en su estado líquido.

Of
f
 Durante el proceso de extracción de colorante de mora, se debe tener muy en
cuenta las BPM, tanto en la manipulación de insumos, equipos, utensilios y
materiales, ya que esto garantiza que el producto sea apto para el consumo
humano y cumpla con normas de calidad.

h
 Realizar la maceración sin la presencia de luz a temperatura de 10 ºC cuyo fin es
el de mantener todos los principios activos que contiene la mora, ya que son muy
sensibles al contacto con la luz y temperatura.

h
 En la aplicación de colorante natural en el yogur, la relación debe mantenerse
dentro de los rangos del 1 – 1.5% dados en la norma NTE INEN 2395 y 710. Pese
a ser un colorante natural su utilización no debe ser indistinta a los demás aditivos
que se adicionen a los productos procesados.
97
7. RESUMEN Y SUMMARY
7.1. RESUMEN
La presente investigación se realizó en la Planta de Frutas y Hortalizas de la Facultad
de Ciencias Agropecuarias, Recursos Naturales y del Ambiente de la Universidad
Estatal de Bolívar. Los objetivos de esta investigación fueron: Obtención de
colorante natural a partir de dos variedades de mora (Rubus Glaucus) mediante la
utilización de dos métodos de extracción y dos tiempos de deshidratación y su
aplicación en productos lácteos, en la Universidad Estatal de Bolívar. El material
experimental utilizado fueron, las variedades de mora de castilla (con y sin espinas),
métodos de extracción (deshidratado, maceración) y dos tiempos de deshidratado (10
y 12 horas) con un diseño de bloques completamente al azar con arreglo factorial
A×B×C (DBCA) para determinar el mejor tratamiento. El análisis funcional se basó
en una prueba de Tukey al 5% para comparar promedios de tratamientos y un
análisis de regresión simple entre las variables más lógicas. Del análisis estadístico se
llegó a determinar el mejor tratamiento al T7, (A2B2C1) (Mora de castilla sin espinas +
Maceración + Deshidratado 10 h. 65 °C), dirigida a la industria láctea, siendo apto
para aplicación en bebidas fermentadas (yogur). Se realizaron análisis físicos a la
materia prima, mismos que están sujetos a la normativa de control. En el mejor
tratamiento se realizaron los análisis microbiológicos (coliformes, hongos y
levaduras) y bromatológicos (pH, °Brix, Humedad), mismo que se encuentra dentro
de lo establecido por la Norma NTC 409 y 440 para colorante natural con 3.35 de
pH, 8 °Brix y 5.28% de humedad. Las antocianinas presentan una alta coloración en
medio ácido debido a que contienen un cromóforo con ocho dobles enlaces.
La concentración de antocianinas se mide por medio de la absorbancia en la región
visible (500 – 570 nm). Se comparó la extracción con tres disolventes (metanol,
etanol y agua) para la determinación de cianidina-3-glucósido mediante
cromatografía de papel. Se determinó que hay diferencia significativa en la mora de
castilla sin espinas en determinación del pigmento monomérico de la antocianina.
Los resultados de las pruebas microbiológicas aplicadas al T7, (A2B2C1) (Mora de
castilla sin espinas + Maceración + Deshidratacion de 10 horas a 65 °C), indicando
98
el cumplimiento de los requisitos microbiológicos, los cuales fueron, levaduras
(ausencia), coliformes totales (ausencia), coliformes fecales (ausencia), mohos (110
UFC/g) encontrándose dentro del rango establecido en la Norma Tecnica Colombiana
NTC ICONTEC 409 y 440 para colorante natural (antocianina).
De acuerdo al análisis económico para el colorante natural de mora del mejor
tratamiento T7, (A2B2C1) (Mora de castilla sin espinas + Maceración + Deshidratado
10 h. 65 °C), donde se obtuvo un total de egresos de 8.05 USD al mismo que se le
añadió un 12% resultando un precio de comercialización de 10.00 USD en la cual se
obtiene una ganancia de 1.95 USD por cada 50g, de producto vendido. Dando un
beneficio/costo de 0.24 USD por cada dólar invertido.
99
7.2. SUMMARY
This research was conducted at the plant of fruits and vegetables of the Faculty of
Science Agricultural, Natural Resources and the Environment of the State University
of Bolivar. The objectives of this research were: Obtaining natural coloring from two
varieties of blackberry (Rubus Glaucus) through the use of two methods of removal
and two times of dehydration and its application in dairy products. Bolivar State
University. Physical analysis was carried out to the raw material, which is subject to
the rules of control. The material used in the experiment were the varieties of
blackberry de Castilla (with and without bones), extraction methods (dehydrated,
maceration) and two times of dehydrated (10 and 12 hours) with a randomized
complete block design with a factorial arrangement A×B×C (DBCA) to determine
the best treatment. The functional analysis was based on a Tukey test at the 5% to
compare averages of treatments and a simple regression analysis between the more
logical variables. The statistical analysis is to determine that T7, (A2B2C1) (Mora de
Castilla without thorns + Maceration + Dehydrated 10 h. 65 °C) addressed to the
dairy industry, being suitable for application in fermented beverages (yogur).
Physical analysis was carried out to the raw material, and these are subject to the
rules of control. In the best treatment is carried out the analysis of the finished
product such as microbiological (coliform bacteria, fungi and yeast) and
Bromatológicos (Ph, °Brix, humidity), Same that is located inside of rule established
by the NTC 409 and 440 for natural coloring with 3.35 pH, 8 ºBrix and 5.28 % of
moisture. The anthocyanins present a high coloring in an acid medium because they
contain a chromophore with eight double bonds.
The concentration of anthocyanins is measured by means of the absorbance in the
visible region (500 - 570 nm). The removal was compared with three solvents
(methanol, ethanol, and water) for the determination of cianidina-3-glycoside by
paper chromatography. It was determined that there is significant difference in the
Mora de Castilla without thorns in determination of the pigment of the monomeric
anthocyanin. The results of the microbiological tests applied to the T7, (A2B2C1)
(Mora de Castilla without thorns + Maceration + Dehydration for 10 hours at 65 °C),
indicating compliance with the microbiological requirements, Which were, yeasts
100
(absence), total coliforms (absence), fecal coliforms (absence), molds (110 CFU/g)
found within the range established in the Technical Standard Colombian NTC
ICONTEC 409 and 440 for natural coloring (anthocyanin).
According to the economic analysis for the natural coloring of mora the best
treatment T7, (A2B2C1) (Mora de Castilla without thorns + Maceration + Dehydrated
10 h. 65 °C), where we obtained a total discharges of 8.05 USD at the same that it
added a 12% resulting in a price of 10.00 USD marketing which makes a profit of
1.95 USD per 50g of product sold. Giving a benefit/cost of 0.24 USD per each dollar
invested.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
..
101
8. BIBLIOGRAFÍA

ALIMENTOS PARA CURAR. 2011. Beneficios de la Antocianina,
disponible
en
:
http://alimentosparacurar.com/n/3675/beneficios-de-la-
antocianina-pigmento-antioxidante-natural.html

ANALIZA
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104
.
.
.
.
..
.
.
.
ANEXOS
.
.
.
.
.
.
.
1
ANEXO 1. UBICACIÓN DEL EXPERIMENTO.
PAR QU E BO
J ardín
J ardín
TANI CO
J ardín
J ardín
J ardín
J ardín
J ardín
J ardín
Un
Universidad Estatal de Bolívar
D
C
IMPLANTACION GENERAL
C
Planta de procesamiento de la Escuela de Ingenieria Agroindustrial
ESCALA----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1:750
.
.
CÉSAR
2
ANEXO 2. ESQUEMA DE LA EVALUACIÓN ORGANOLÉPTICA Y
SENSORIAL
HOJA DE CATACIONES PARA COLORANTE NATURAL
UNIVERSIDAD ESTATAL DE BOLÍVAR
FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIA RECURSOS NATURALES Y DEL
AMBIENTE
ESCUELA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
NOMBRE:………………………....FECHA:…………………………………….
Instrucciones: Sírvase evaluar cada una de las características de calidad y aceptabilidad.
Marque con una X el punto que mayor indique su sentido a cerca de la muestra.
CARACTERISTICAS
ALTERNATIVAS
VALOR
MUESTRA
DE CALIDAD
Muy obscura
5
Ligeramente obscura
4
Ni clara ni obscura
3
Color
Ligeramente clara
2
Muy clara
1
Muy agradable
5
Agradable
4
Olor
Ni agrada ni desagrada
3
Desagradable
2
Muy desagradable
1
Muy fina
5
Fina
4
Granulosidad
Ni fina ni gruesa
3
(textura)
Gruesa
2
Muy gruesa
1
Muy agradable
5
Agradable
4
Aceptabilidad
Ni agrada ni desagrada
3
Desagradable
2
Muy desagradable
1
Fuente: Emma Wittig de Penna, 2001.
Observaciones:______________________________________________________________
___________________________________________________________________________
3
ANEXO 3. BASE DE DATOS
COLOR
CATADOR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
OLOR
CATADOR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
T1
4,00
3,33
3,67
3,33
4,00
3,00
3,00
3,00
3,33
3,33
T1
3,33
3,33
4,67
3,00
4,67
3,33
3,00
3,00
5,00
4,00
T2
4,33
3,33
3,67
3,67
4,33
2,67
3,00
3,67
2,33
2,33
T2
3,33
4,00
4,33
1,67
4,33
3,00
2,67
3,00
5,00
4,00
T3
4,00
4,33
4,67
4,67
4,67
3,67
4,00
3,00
3,00
2,00
TRATAMIENTOS
T4
T5
2,33
3,67
3,00
4,67
2,67
4,67
3,00
3,67
3,00
4,33
4,00
4,67
3,67
3,67
4,00
3,33
3,67
3,00
4,00
2,67
T3
3,67
3,33
3,67
2,33
4,00
3,67
3,00
3,00
5,00
4,00
TRATAMIENTOS
T4
T5
3,67
3,67
4,00
3,33
4,00
4,67
4,33
3,00
4,33
4,33
3,67
3,33
2,00
3,00
3,33
3,67
5,00
1,00
4,00
4,00
4
MEDIA
T6
3,67
4,33
3,67
3,67
3,00
3,33
2,00
2,33
3,00
2,33
T7
4,00
3,67
4,00
3,67
4,00
3,00
3,33
3,33
3,00
2,00
T8
4,00
4,00
4,00
3,67
4,00
3,00
3,00
3,67
3,33
2,00
3,75
3,83
3,88
3,67
3,92
3,42
3,21
3,29
3,08
2,58
MEDIA
T6
3,67
4,33
4,00
3,00
3,67
4,33
3,00
4,00
5,00
4,00
T7
3,67
3,67
3,67
3,00
4,33
3,67
3,33
4,33
5,00
4,33
T8
3,67
3,67
4,67
3,00
4,33
3,67
3,33
4,33
4,33
4,00
3,58
3,71
4,21
2,92
4,25
3,58
2,92
3,58
4,42
4,04
TEXTURA
CATADOR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
ACEPTABILIDAD
CATADOR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
T1
4,33
4,33
4,67
3,67
4,33
3,67
4,00
3,00
3,67
4,33
T1
4,67
4,00
4,67
2,67
3,33
3,33
3,67
3,00
4,33
4,33
T2
4,33
4,00
4,33
2,00
4,67
3,67
3,00
2,67
4,33
3,67
T2
4,00
4,67
4,67
2,00
4,00
4,00
4,00
3,33
4,33
4,33
T3
4,33
3,67
4,33
3,00
4,67
3,00
2,67
2,67
3,33
3,67
T3
4,33
4,33
4,67
3,00
4,67
4,00
3,33
3,33
4,33
4,33
TRATAMIENTOS
T4
T5
4,00
4,00
3,67
4,33
4,67
5,00
3,33
3,67
4,00
4,00
3,67
1,67
3,00
2,33
3,00
3,00
3,67
3,33
3,00
4,00
TRATAMIENTOS
T4
T5
4,00
4,33
4,33
2,00
4,67
4,67
4,00
2,67
4,67
4,67
4,00
3,67
3,00
3,33
3,67
3,67
4,00
4,00
4,33
4,33
5
MEDIA
T6
4,00
5,00
5,00
2,33
4,33
3,33
3,00
3,67
3,00
4,33
T7
4,00
4,33
4,67
3,67
4,67
3,00
4,00
4,00
2,67
3,33
T8
3,67
4,00
4,67
4,00
4,33
3,33
4,00
3,33
2,67
4,00
4,08
4,17
4,67
3,21
4,38
3,17
3,25
3,17
3,33
3,79
MEDIA
T6
3,67
3,67
4,33
3,33
4,67
3,00
4,00
3,00
4,00
4,33
T7
3,67
5,00
4,67
4,67
4,00
4,33
3,33
3,67
4,33
4,33
T8
4,33
4,33
5,00
4,00
4,67
3,00
3,00
4,33
4,33
4,00
4,13
4,04
4,67
3,29
4,33
3,67
3,46
3,50
4,21
4,29
ANEXO 4. FOTOS DEL DESARROLLO DE LA INVESTIGACIÓN
Análisis a la materia prima
Peso
pH
°Brix
Obtención de colorante natural de mora mediante el deshidratado
Recepción MP
Selección
Lavado
Pesado
6
Despulpado
Tamizado
Deshidratado
Pulverizado
Envasado
7
Etiquetado
Almacenado
Obtención de colorante natural de mora mediante maceración
Recepción
Lavado
Selección
Pesado
Cortado
8
Maceración (alcohol 96º acidificado 1%)
Filtrado
Separación
Deshidratado
Etiquetado
Envasado
Almacenado
9
ANEXO 5. GLOSARIO.
Toxicidad.-La toxicidad es una medida usada para medir el grado tóxico o venenoso de
algunos elementos. El estudio de los venenos se conoce como toxicología. La toxicidad
puede referirse al efecto de esta sobre un organismo completo, como un ser humano,
una bacteria o incluso una planta, o a una subestructura, como una «citotoxicidad».
Intolerancia a los alimentos.- Se entiende por intolerancia a los alimentos la
incapacidad de consumir ciertos alimentos o nutrientes sin sufrir efectos adversos sobre
la salud.
Los efectos pueden ser más o menos rápidos sobre la salud. La intolerancia a los
alimentos se distingue de la alergia a alimentos en que esta última provoca una
respuesta del sistema inmune, activando la Inmunoglobulina E (IgE); y la intolerancia
no.
Fenol.- El fenol en forma pura es un sólido cristalino de color blanco-incoloro a
temperatura ambiente. Su fórmula química es C6H5OH, y tiene un punto de fusión de 43
°C y un punto de ebullición de 182 °C. El fenol es un alcohol, debido a que el grupo
funcional de los alcoholes es R-OH, y en el caso del fenol es Ar-OH.
Antioxidantes.-Es una molécula capaz de retardar o prevenir la oxidación de otras
moléculas. La oxidación es una reacción química de transferencia de electrones de una
sustancia a un agente oxidante. Las reacciones de oxidación pueden producir radicales
libres que comienzan reacciones en cadena que dañan las células.
Antineoplásticas.-Los antineoplásicos son sustancias que impiden el desarrollo,
crecimiento, o proliferación de células tumorales malignas. Estas sustancias pueden ser
de origen natural, sintético o semisintético.
Clorofilina.- Es el pigmento de color verde presente en plantas y algas y es el elemento
básico para la transformación de la energía del sol en el proceso de la fotosíntesis.
La clorofilina es un compuesto que se obtiene de la clorofila. En contraste con la
clorofila, la clorofilina es soluble en agua y tiene las mismas propiedades que ella.
10
Colorantes azoicos.- Los colorantes azoicos forman parte de una familia de sustancias
químicas orgánicas caracterizadas por la presencia de un grupo peculiar que contiene
nitrógeno unido a anillos aromático
Flavonoles.- Flavonoide (del latín flavus, "amarillo") es el término genérico con que se
identifica a una serie de metabolitos secundarios de las plantas.
Fenólicos.- Los fenoles o compuestos fenólicos son compuestos orgánicos en cuyas
estructuras moleculares contienen al menos un grupo fenol, un anillo aromático unido al
menos un grupo funcional. Muchos son clasificados como metabolitos secundarios de
las plantas, aquellos productos biosintetizados en las plantas que poseen la característica
biológica de ser productos secundarios de su metabolismo.
Isoprenoides.- Los terpenos o isoprenoides son una vasta y diversa clase de compuestos
orgánicos derivados del
isopreno (o 2-metil-1,3-butadieno), un hidrocarburode 5
átomos de carbono. Cuando los terpenos son modificados químicamente, por ejemplo
por oxidación o reorganización del esqueleto hidrocarbonado, suelen denominarse
terpenoides (como la vitamina A o retinol, que contiene un átomo de oxígeno).
Porfirina.- Las porfirinas son el grupo prostético de las cromoproteínas porfirínicas.
Está compuesto por un anillo tetrapirrólico con sustituyentes laterales y un átomo
metálico en el centro, unido mediante cuatro enlaces de coordinación.
Colorantes Indigoides Índigos.- Es el colorante vegetal cuy empelo es el más antiguo.
Las vestiduras de las momias egipcias fueron teñidas con índigo. En muchas plantas se
encuentra en forma de un glucósido, el indicán. La fórmula moléculas del índigo es
C16H10N2O2. Es una sustancia insoluble en agua. Es de color azul oscuro con reflejos
bronceados. Se aplica en la industria textil. Es resistente a la luz y al lavado y su bajo
costo hace que sea e colorante azul más empleado.
Colorantes Azoicos.- Esta clase constituye el grupo mayor de tinturas. Estos colorantes
se preparan copulando una amina aromática diazotada con un fenol o una amina
aromática. El más sencillo de estos colorantes es el “amarillo de anilina”, que
corresponde al “para-amino azo-benceno”.
C6H5 - N == N - C6H4NH2
11
Se usa para teñir lana y seda, su color es fugaz. Se emplea para preparar otros colorantes
con dos grupos azo.
Catión flavilio.- También llamado 2-fenil-benzopirilio que consta de dos grupos
aromáticos: un benzopirilio y un anillo fenólico; el flavilio normalmente funciona como
un catión.
Cromóforo.- Un cromóforo es la parte o conjunto de átomos de una molécula
responsable de su color. También se puede definir como una sustancia que tiene muchos
electrones capaces de absorber energía o luz visible, y excitarse para así emitir diversos
colores, dependiendo de las longitudes de onda de la energía emitida por el cambio de
nivel energético de los electrones, de estado excitado a estado fundamental o basal.
Higroscopia.- Higroscopia (del griego ύγρος hygros 'húmedo, mojado' y σκοπειν
skopein 'observar, mirar') es la capacidad de algunas sustancias de absorber humedad
del medio circundante. También es sinónimo de higrometría, siendo ésta el estudio de la
humedad, sus causas y variaciones (en particular de la humedad atmosférica).
12
13